最全二次函数区间的最值问题(中考数学必考题型)
【数学中考一轮复习】 二次函数最值应用(含解析)

专项训练 二次函数最值应用结合图象,分两类情形: (1)最值在顶点位置如图所示,P 为二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的图象的顶点,则二次函数的最值(开口向上有最小值,开口向下有最大值)为顶点P 的纵坐标ab ac 442-.(2)最值不在顶点位置如图所示,M (x 1,y 1),N (x 2,y 2)为y 二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的图象上的两点,则当x 1≤x ≤x 2时,二次函数的最大值为y 2,最小值为ab ac 442-.具体应结合开口方向,根据M ,N ,P 三个点的位置,通过比较y M ,y P ,y N ,确定二次函数的最值.如果在实际问题中,还要考虑取值的实际意义,综合进行分析,确定二次函数的最值. 类型一 面积中的最值应用1.把一根长为120 cm 的铁丝剪成两段,并把每一段铁丝围成一个正方形.若设围成的一个正方形的边长为 x cm.(1)要使这两个正方形的面积的和等于650 cm 2,则剪出的两段铁丝长分别是多少? (2)剪出的两段铁丝长分别是多少cm 时,这两个正方形的面积和最小?最小值是多少?2.如图所示,在足够大的空地上有一段长为100 m 的旧墙MN ,某人利用旧墙和木栏围成一个矩形菜园ABCD ,其中AD ≤MN ,已知矩形菜园的一边靠墙,另三边一共用了100 m 的木栏.(1)若AD <20 m ,所围成的矩形菜园的面积为450 m 2,求所利用的旧墙AD 的长; (2)求矩形菜园ABCD 面积的最大值.3.如图所示,为美化中心城区环境,政府计划在长为30米,宽为20米的矩形场地ABCD 上修建公园其中要留出宽度相等的三条小路,且两条与AB 平行,另一条与AD 平行,其余部分建成花圃.(1)若花圃总面积为448平方米,求小路宽为多少米?(2)已知某园林公司修建小路的造价y 1(元)和修建花圃的造价y 2(元)与修建面积s (平方米)之间的函数关系分别为y 1=40s 和y 2=35s +20000.若要求小路宽度不少于2米且不超过4米,求小路宽为多少米时修建小路和花圃的总造价最低?类型二 利润中的最值应用4.超市销售某品牌洗手液,进价为每瓶10元.在销售过程中发现,每天销售量y (瓶)与每瓶售价x (元)之间满足一次函数关系(其中10≤x ≤15,且x 为整数),当每瓶洗手液的售价是12元时,每天销售量为90瓶;当每瓶洗手液的售价是14元时,每天销售量为80瓶.(1)求y 与x 之间的函数关系式;(2)设超市销售该品牌洗手液每天销售利润为w 元,当每瓶洗手液的售价定为多少元时,超市销售该品牌洗手液每天销售利润最大,最大利润是多少元?5.在“新冠”疫情期间,全国人民“众志成城,同心抗疫”,某商家决定将一个月获得的利润全部捐赠给社区用于抗疫.已知商家购进一批产品,成本为10元/件,拟采取线上和线下两种方式进行销售调查发现,线下的月销量y (单位:件)与线下售价x (单位:元/件,12≤x <24)满足一次函数的关系,部分数据如下表:(1)求y 与x 的函数关系式;(2)若线上售价始终比线下每件便宜2元,且线上的月销量固定为400件.试问:当x 为多少时,线上和线下月利润总和达到最大?并求出此时的最大利润.6.2020年是决战决胜扶贫攻坚和全面建成小康社会的收官之年,荆门市政府加大各部门和单位对口扶贫力度.某单位的帮扶对象种植的农产品在某月(按30天计)的第x 天(x为正整数)的销售价格p (元/千克)关于x 的函数关系式为p =⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<+-≤<+)3020(1251)200(452x x x x ,销售量y (千克)与x 之间的关系如图所示.(1)求y与x之间的函数关系式,并写出x的取值范围;(2)当月第几天,该农产品的销售额最大,最大销售额是多少?(销售额=销售量×销售价格)类型三运动中的最值应用,7.周末,小明陪爸爸去打高尔夫球,小明看到爸爸打出的球的飞行路线的形状如图所示,如果不考虑空气阻力,小球的飞行路线是一条抛物线.小明测得小球的飞行高度h(单位:m)与飞行时间t(单位:s)的几组值后,发现h与t满足的函数关系式是h=20t-5t2. (1)小球飞行时间是多少时达到最大高度,求最大高度是多少?(2)小球飞行时间t在什么范围时,飞行高度不低于15 m?8.如图所示,一位篮球运动员在离篮圈水平距离4 m处跳起投篮,球运行的高度y(m)与运行的水平距离x(m)满足解析式y=ax2+x+c,当球运行的水平距离为1.5 m时,球离地面高度为3.3 m,球在空中达到最大高度后,准确落入篮圈内.已知篮圈中心离地面距离为3.05 m.(1)当球运行的水平距离为多少时,达到最大高度?最大高度为多少?(2)若该运动员身高1.8 m,这次跳投时,球在他头顶上方0.25 m处出手,问球出手时他跳离地面多高?9.如图所示,某足球运动员站在点O处练习射门将足球从离地面0.5 m的A处正对球门踢出(点A在y轴上),足球的飞行高度y(单位:m)与飞行时间t(单位:s)之间满足函数关系y=at2+5t+c.已知足球飞行0.8 s时,离地面的高度为3.5 m.(1)a=_________;c=___________.(2)当足球飞行的时间为多少时,足球离地面最高?最大高度是多少?(3)若足球飞行的水平距离x(单位:m)与飞行时间(单位:s)之间具有函数关系x=10t,已知球门的高度为 2.44 m,如果该运动员正对球门射门时,离球门的水平距离为28 m,他能否将球直接射入球门?巩固训练1.某宾馆共有80间客房宾馆负责人根据经验作出预测:今年7月份,每天的房间空闲数y (间)与定价x (元/间)之间满足y =41x-42(x ≥168).若宾馆每天的日常运营成本为5000元,有客人入住的房间,宾馆每天每间另外还需支出28元的各种费用,宾馆想要获得最大利润,同时也想让客人得到实惠,应将房间定价确定为( ) A.252元/间 B.256元/间 C.258元/间 D.260元/间 2.如图所示,一块矩形土地ABCD 由篱笆围着,并且由一条与CD 边平行的篱笆EF 分开.已知篱笆的总长为900 m (篱笆的厚度忽略不计),当AB =_______m 时,矩形土地ABCD 的面积最大.3.小明和小丽先后从A 地出发沿同一直道去B 地.设小丽出发第x min 时,小丽、小明离B 地的距离分别为y 1 m 、y 2 m.y 1与x 之间的函数表达式是y 1=-180x +2250,y2与x 之间的函数表达式是y 2=-10x 2-100x +2000.(1)小丽出发时,小明离A 地的距离为_________m ;(2)小丽出发至小明到达B 地这段时间内,两人何时相距最近?最近距离是多少?4.因疫情防控需要,消毒用品需求量增加.某药店新进一批桶装消毒液,每桶进价50元,每天销售量y (桶)与销售单价x (元)之间满足一次函数关系,其图象如图所示. (1)求y 与x 之间的函数表达式;(2)每桶消毒液的销售价定为多少元时,药店每天获得的利润最大,最大利润是多少元?(利润=销售价-进价)参考答案1.解:(1)根据题意知:一个正方形的边长分别为x cm , 则另一个正方形的边长为41(120-4x )=(30-x )cm , 且分成的铁丝一段长度为4x cm ,另一段为(120-4x )cm ,x 2+(30-x )2=650. 整理得:x 2-30x +125=0,解得:x 1=5,x 2=25, 故这根铁丝剪成两段后的长度分别是20 cm ,100 cm ; (2)设这两个正方形的面积之和为y cm 2,y =x 2+(30-x )2=2x 2-60x +900=2(x-15)2+450, ∴当x =15时,y 取得最小值,最小值为450cm 2,即剪成两段均为60 cm 的长度时面积之和最小,最小面积和为450 cm 2. 2.解:(1)设AB =x m ,则BC =(100-2x )m.x (100-2x )=450. 解得,x 1=5,x 2=45,当x =5时,100-2x =90>20,不合题意,舍去. 当x =45时,100-2x =10, 答:AD 的长为10m ;(2)设AD =a m ,面积为S m 2, S =a ·1250)50(2121002+-=-x a , ∴当a =50时,S 取得最大值,此时S =1250. 答:矩形菜园ABCD 面积的最大值是1250 m 2.3.解:(1)设小路的宽为m 米,则可列方程(30-m )(20-2m )=448; 解得:m 1=2或m 2=38(舍去); 答:小路的宽为2米;(2)设小路的宽为x 米,总造价为w 元,则花圃的面积为(2x 2-80x +600)平方米,小路面积为(-2x 2+80x )平方米,所以w =40·(-2x 2+80x )+35·(2x 2-80x +600)+20000, 整理得:w =-10(x-20)2+45000,∴当2≤x ≤4时,w 随x 的增大而增大.∴当x =2时,w 取最小值. 答:小路的宽为2米时修建小路和花圃的总造价最低.4.解:(1)设y 与x 之间的函数关系式为y =kx +b (k ≠0),根据题意,得1⎩⎨⎧=+=+80149012b k b k ,解得⎩⎨⎧=-=1505b k , ∴y 与x 之间的函数关系式为y =-5x +150; (2)根据题意,得w =(x-10)(-5x +150)=-5x 2+200x-1500=-5(x-20)2+500 ∵a =-5<0,∴抛物线开口向下,w 有最大值.∴当x <20时,w 随x 的增大而增大.10≤x ≤15,且x 为整数, ∴当x =15时,w 有最大值. 即w =-5×(15-20)2+500=375.答:当每瓶洗手液的售价定为15元时,超市销售该品牌洗手液每天销售利润最大,最大利润是375元.5.解:(1)∵y 与x 满足一次函数的关系,∴设y =kx +b.将x =12,y =1200;x =13,y =1100代入得:⎩⎨⎧b +13k =1100b +12k =1200,解得:⎩⎨⎧2400=b 100-=k ,∴y 与x 的函数关系式为:y =-100x +2400;(2)设线上和线下月利润总和为m 元,则m =400(x-2-10)+y (x-10) =400x-4800+(-100x +2400)(x-10)=-100(x-19)2+7300,∴当x 为19元/件时,线上和线下月利润总和达到最大,此时的最大利润为7300元. 6.解:(1)当0<x ≤20时,设y =k 1x +b 1,由图象得:⎩⎨⎧=+=402080111b k b ,解得⎩⎨⎧=-=80211b k ,∴y =-2x +80(0<x ≤20); 当20<x ≤30时,设y =k 2x +b 2,由图象得:⎩⎨⎧=+=+803040202222b k b k ,解得⎩⎨⎧-==40422b k ,∴y =4x-40(20<x ≤30). 综上,y =⎩⎨⎧);30≤x <2040-4x (),20≤x <080+2x (((2)设当月该农产品的销售额为w 元,则w =yp , 当0<x ≤20时,w =(-2x +80)(52x +4)=-54x 2+24x +320=-54(x-15)2+500 ∵-54<0,由二次函数的性质可知:∴当x =15时,w 最大=500.当20<x ≤30时,W =(4x-40)(-51x +12)=-54x 2+56x-480=-54(x-35)2+500,∵-54<0,20<x ≤30,由二次函数的性质可知:当x =30时,W 最大=(30-35)2+500=480.∵500>480, ∴当x =15时,w 取得最大值,该最大值为500.答:当月第15天,该产品的销售额最大,最大销售额是500元. 7.解:(1)h =20t-5t 2. ∵-5<0,故h 有最大值,当t =)(5220-⨯=2,此时h 的最大值为20,∴当t =2 s 时,最大高度是20 m ;(2)令h ≥15,则h =20t-5t 2≥15,解得:1≤t ≤3, ∴1≤t ≤3时,飞行高度不低于15 m.8.解:(1)依题意,抛物线y =ax 2+x +c 经过点(1.5,3.3)和(4,3.05),∴⎩⎨⎧ 3.05=c +4+42×a 3.3=c +1.5+1.52×a ,解得⎩⎨⎧ 2.25=c 0.2-=a ,∴y =-0.2x 2+x +2.25=-0.2(x-2.5)2+3.5.∴当球运行的水平距离为2.5 m 时,达到最大高度为3.5 m ; (2)∵x =0时,y =2.25,∴2.25-0.25-1.8=0.2 m. 即球出手时,他跳离地面0.2 m.9.解:(1)由题意得:函数y =at 2+5t +c 的图象经过(0,0.5)(0.8,3.5),∴⎩⎨⎧c +0.8×5+0.82a =3.5c =0.5,解得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=211625c a ,∴抛物线的解析式为:y =-1625t2+5t +21, 故答案为:-1625,21. (2)∵y =-1625t2+5t +21,∴y =29)58(16252+--t . ∴当t =58时,y 最大=4.5.∴当足球飞行的时间为58s 时,足球离地面最高,最大高度是4.5 m ;(3)把x =28代入x =10t 得t =2.8,∴当t =2.8时,y =-1625×2.82+5×2.8+21=2.25<2.44, ∴他能将球直接射入球门. 巩固训练 1.B 2.1503.解:(1)∵y 1=-180x +2250,y 2=-10x 2-100x +2000, ∴当x =0时,y 1=2250,y 2=2000,∴小丽出发时,小明离A 地的距离为2250-2000=250(m ), 故答案为:250;(2)设小丽出发第x min 时,两人相距s m ,则s =(-180x +2250)-(-10x 2-100x +2000)=10x 2-80x +250=10(x-4)2+90, ∴当x =4时,s 取得最小值,此时s =90,答:小丽出发第4min 时,两人相距最近,最近距离是90m. 4.解:(1)设y 与销售单价x 之间的函数关系式为:y =kx +b ,将点(60,100),(70,80)代入一次函数表达式得:⎩⎨⎧+=+=b k b k 708060100,解得:⎩⎨⎧=-=2202b k ,故函数的表达式为:y =-2x +220;(2)设药店每天获得的利润为w 元,由题意得: W =(x-50)(-2x +220)=2(x-80)2+1800, ∵-2<0,函数有最大值,∴当x =80时,w 有最大值,此时最大值是1800,故销售单价定为80元时,该药店每天获得的利润最大,最大利润1800元.。
重难点 二次函数中的线段、周长与面积的最值问题及定值问题(解析版)--2024年中考数学

重难点二次函数中的线段、周长与面积的最值问题及定值问题目录题型01利用二次函数解决单线段的最值问题题型02利用二次函数解决两条线段之和的最值问题题型03利用二次函数解决两条线段之差的最值问题题型04利用二次函数解决三条线段之和的最值问题题型05利用二次函数解决三角形周长的最值问题题型06利用二次函数解决四边形周长的最值问题题型07利用二次函数解决图形面积的最值问题类型一利用割补、拼接法解决面积最值问题类型二利用用铅垂定理巧求斜三角形面积最值问题类型三构建平行线,利用同底等高解决面积最值问题题型08利用二次函数解决定值问题题型01利用二次函数解决单线段的最值问题【解题思路】抛物线中的线段最值问题有三种形式:1.平行于坐标轴的线段的最值问题:常通过线段两端点的坐标差表示线段长的函数关系式,运用二次函数性质求解.求最值时应注意:①当线段平行于y轴时,用上端点的纵坐标减去下端点的纵坐标;②当线段平行于x轴时,用右端点的横坐标减去左端点的横坐标.在确定最值时,函数自变量的取值范围应确定正确.1(2022·辽宁朝阳·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴分别交于点A(1,0)和点B,与y轴交于点C(0,-3),连接BC.(1)求抛物线的解析式及点B 的坐标.(2)如图,点P 为线段BC 上的一个动点(点P 不与点B ,C 重合),过点P 作y 轴的平行线交抛物线于点Q ,求线段PQ 长度的最大值.(3)动点P 以每秒2个单位长度的速度在线段BC 上由点C 向点B 运动,同时动点M 以每秒1个单位长度的速度在线段BO 上由点B 向点O 运动,在平面内是否存在点N ,使得以点P ,M ,B ,N 为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出符合条件的点N 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =x 2+2x -3,(-3,0)(2)94(3)-3,-32或(-2,1)或0,3-32【分析】(1)将A ,C 两点坐标代入抛物线的解析式求得a ,c 的值,进而得出解析式,当y =0时,求出方程的解,进而求得B 点坐标;(2)由B ,C 两点求出BC 的解析式,进而设出点P 和点Q 坐标,表示出PQ 的长,进一步得出结果;(3)要使以点P ,M ,B ,N 为顶点的四边形是菱形,只需△PMB 是等腰三角形,所以分为PM =BM ,PM =PB 和BP =BM ,结合图象,进一步得出结果.【详解】(1)解:把点A (1,0),C (0,-3)代入y =ax 2+2x +c 得:c =-3a +2×1+c =0 ,解得:c =-3a =1 ,∴抛物线解析式为y =x 2+2x -3;令y =0,则x 2+2x -3=0,解得:x 1=1,x 2=-3,∴点B 的坐标为(-3,0);(2)解:设直线BC 的解析式为y =kx +b k ≠0 ,把点B (-3,0),C (0,-3)代入得:b =-3-3k +b =0 ,解得:k =-1b =-3 ,∴直线BC 的解析式为y =-x -3,设点P m ,-m +3 ,则Q m ,m 2+2m -3 ,∴PQ =-m -3 -m 2+2m -3 =-m 2-3m =-m +322+94,∴当m =-32时,PQ 最大,最大值为94;(3)解:存在,根据题意得:PC =2t ,BM =t ,则PB =32-2t ,如图,当BM =PM 时,∵B (-3,0),C (0,-3),∴OB =OC =3,∴∠OCB =∠OBC =45°,延长NP 交y 轴于点D ,∵点P ,M ,B ,N 为顶点的四边形是菱形,∴PN ∥x 轴,BN ∥PM ,即DN ⊥y 轴,∴△CDP 为等腰直角三角形,∴CD =PD =PC ⋅sin ∠OCB =2t ×22=t ,∵BM =PM ,∴∠MPB =∠OBC =45°,∴∠PMO =∠PDO =∠MOD =90°,∴四边形OMPD 是矩形,∴OM =PD =t ,MP ⊥x 轴,∴BN ⊥x 轴,∵BM +OM =OB ,∴t +t =3,解得t =32,∴P -32,-32,∴N -3,-32;如图,当PM =PB 时,作PD ⊥y 轴于D ,连接PN ,∵点P ,M ,B ,N 为顶点的四边形是菱形,∴PN ⊥BM ,NE =PE ,∴BM =2BE ,∴∠OEP =∠DOE =∠ODP =90°,∴四边形PDOE 是矩形,∴OE =PD =t ,∴BE =3-t ,∴t =2(3-t ),解得:t =2,∴P (-2,-1),∴N (-2,1);如图,当PB =MB 时,32-2t =t ,解得:t =6-32,∴PN =BP =BM =6-32,过点P 作PE ⊥x 轴于点E ,∴PE ⊥PM ,∴∠EON =∠OEP =∠EPN =90°,∴四边形OEPN 为矩形,∴PN =OE ,PN ⊥y 轴,∵∠OBC =45°,∴BE =PE =PB ⋅sin ∠OBC =6-32 ×22=32-3,∴OE =OB -BE =3-32-3 =6-32,∴点N 在y 轴上,∴N 0,3-32 ,综上所述,点N 的坐标为-3,-32或(-2,1)或0,3-32 .【点睛】本题考查了二次函数及其图象的性质,用待定系数法求一次函数的解析式,等腰三角形的分类和等腰三角形的性质,菱形的性质等知识,解决问题的关键是正确分类,画出符合条件的图形.2(2021·西藏·统考中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线y =-x 2+bx +c 与x 轴交于A ,B 两点.与y 轴交于点C .且点A 的坐标为(-1,0),点C 的坐标为(0,5).(1)求该抛物线的解析式;(2)如图(甲).若点P 是第一象限内抛物线上的一动点.当点P 到直线BC 的距离最大时,求点P 的坐标;(3)图(乙)中,若点M 是抛物线上一点,点N 是抛物线对称轴上一点,是否存在点M 使得以B ,C ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =-x 2+4x +5;(2)P 52,354;(3)存在,M 的坐标为:(3,8)或(-3,-16)或(7,-16).【分析】(1)将A 的坐标(-1,0),点C 的坐(0,5)代入y =-x 2+bx +c ,即可得抛物线的解析式为y =-x 2+4x +5;(2)过P 作PD ⊥x 轴于D ,交BC 于Q ,过P 作PH ⊥BC 于H ,由y =-x 2+4x +5可得B (5,0),故OB =OC ,△BOC 是等腰直角三角形,可证明△PHQ 是等腰直角三角形,即知PH =PQ2,当PQ 最大时,PH 最大,设直线BC 解析式为y =kx +5,将B (5,0)代入得直线BC 解析式为y =-x +5,设P (m ,-m 2+4m +5),(0<m <5),则Q (m ,-m +5),PQ =-m -52 2+254,故当m =52时,PH 最大,即点P 到直线BC的距离最大,此时P 52,354 ;(3)抛物线y =-x 2+4x +5对称轴为直线x =2,设M (s ,-s 2+4s +5),N (2,t ),而B (5,0),C (0,5),①以MN 、BC 为对角线,则MN 、BC 的中点重合,可列方程组s +22=5+02-s 2+4s +5+t 2=0+52,即可解得M (3,8),②以MB 、NC 为对角线,则MB 、NC 的中点重合,同理可得s +52=2+02-s 2+4s +4+02=t +52,解得M (-3,-16),③以MC 、NB 为对角线,则MC 、NB 中点重合,则s +02=2+52-s 2+4s +5+52=t +02,解得M (7,-16).【详解】解:(1)将A 的坐标(-1,0),点C 的坐(0,5)代入y =-x 2+bx +c 得:0=-1-b +c 5=c ,解得b =4c =5 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+4x +5;(2)过P 作PD ⊥x 轴于D ,交BC 于Q ,过P 作PH ⊥BC 于H ,如图:在y =-x 2+4x +5中,令y =0得-x 2+4x +5=0,解得x =5或x =-1,∴B (5,0),∴OB =OC ,△BOC 是等腰直角三角形,∴∠CBO =45°,∵PD ⊥x 轴,∴∠BQD =45°=∠PQH ,∴△PHQ 是等腰直角三角形,∴PH =PQ2,∴当PQ 最大时,PH 最大,设直线BC 解析式为y =kx +5,将B (5,0)代入得0=5k +5,∴k =-1,∴直线BC 解析式为y =-x +5,设P (m ,-m 2+4m +5),(0<m <5),则Q (m ,-m +5),∴PQ =(-m 2+4m +5)-(-m +5)=-m 2+5m =-m -52 2+254,∵a =-1<0,∴当m =52时,PQ 最大为254,∴m =52时,PH 最大,即点P 到直线BC 的距离最大,此时P 52,354;(3)存在,理由如下:抛物线y =-x 2+4x +5对称轴为直线x =2,设M (s ,-s 2+4s +5),N (2,t ),而B (5,0),C (0,5),①以MN 、BC 为对角线,则MN 、BC 的中点重合,如图:∴s +22=5+02-s 2+4s +5+t2=0+52,解得s =3t =-3 ,∴M (3,8),②以MB 、NC 为对角线,则MB 、NC 的中点重合,如图:∴s +52=2+02-s 2+4s +4+02=t +52,解得s=-3t =-21 ,∴M (-3,-16),③以MC 、NB 为对角线,则MC 、NB 中点重合,如图:s +02=2+52-s 2+4s +5+52=t +02,解得s =7t =-11 ,∴M (7,-16);综上所述,M 的坐标为:(3,8)或(-3,-16)或(7,-16).【点睛】本题考查二次函数综合应用,涉及待定系数法、函数图象上点坐标的特征、等腰直角三角形、平行四边形等知识,解题的关键是用含字母的代数式表示相关点的坐标和相关线段的长度.3(2021·山东泰安·统考中考真题)二次函数y =ax 2+bx +4(a ≠0)的图象经过点A (-4,0),B (1,0),与y 轴交于点C ,点P 为第二象限内抛物线上一点,连接BP 、AC ,交于点Q ,过点P 作PD ⊥x 轴于点D .(1)求二次函数的表达式;(2)连接BC ,当∠DPB =2∠BCO 时,求直线BP 的表达式;(3)请判断:PQQB是否有最大值,如有请求出有最大值时点P 的坐标,如没有请说明理由.【答案】(1)y =-x 2-3x +4;(2)y =-158x +158;(3)PQ QB有最大值为45,P 点坐标为(-2,6)【分析】(1)将A (-4,0),B (1,0)代入y =ax 2+bx +4(a ≠0)中,列出关于a 、b 的二元一次方程组,求出a 、b 的值即可;(2)设BP 与y 轴交于点E ,根据PD ⎳y 轴可知,∠DPB =∠OEB ,当∠DPB =2∠BCO ,即∠OEB =2∠BCO ,由此推断△OEB 为等腰三角形,设OE =a ,则CE =4-a ,所以BE =4-a ,由勾股定理得BE 2=OE 2+OB 2,解出点E 的坐标,用待定系数法确定出BP 的函数解析式即可;(3)设PD 与AC 交于点N ,过B 作y 轴的平行线与AC 相交于点M .由A 、C 两点坐标可得AC 所在直线表达式,求得M 点坐标,则BM =5,由BM ⎳PN ,可得△PNQ ∽△BMQ ,PQ QB=PN BM =PN5,设P (a 0,-a 20-3a 0+4)(-4<a 0<0),则N (a 0,a 0+4)PQ QB =-a 20-3a 0+4-(a 0+4)5=-a 20-4a 05=-(a 0+2)2+45,根据二次函数性质求解即可.【详解】解:(1)由题意可得:a ⋅(-4)2+b ⋅(-4)+4=0a +b +4=0解得:a =-1b =-3 ,∴二次函数的表达式为y =-x 2-3x +4;(2)设BP 与y 轴交于点E ,∵PD ⎳y 轴,∴∠DPB =∠OEB ,∵∠DPB =2∠BCO ,∴∠OEB =2∠BCO ,∴∠ECB =∠EBC ,∴BE =CE ,设OE =a ,则CE =4-a ,∴BE =4-a ,在Rt △BOE 中,由勾股定理得BE 2=OE 2+OB 2,∴(4-a )2=a 2+12解得a =158,∴E 0,158,设BE 所在直线表达式为y =kx +e (k ≠0)∴k ⋅0+e =158,k ⋅1+e =0.解得k =-158,e =158. ∴直线BP 的表达式为y =-158x +158.(3)设PD 与AC 交于点N .过B 作y 轴的平行线与AC 相交于点M .由A 、C 两点坐标分别为(-4,0),(0,4)可得AC 所在直线表达式为y =x +4∴M 点坐标为(1,5),BM =5由BM ⎳PN ,可得△PNQ ∽△BMQ ,∴PQ QB=PN BM =PN 5设P (a 0,-a 20-3a 0+4)(-4<a 0<0),则N (a 0,a 0+4)∴PQ QB=-a 20-3a 0+4-(a 0+4)5=-a 20-4a 05=-(a 0+2)2+45,∴当a 0=-2时,PQQB 有最大值0.8,此时P 点坐标为(-2,6).【点睛】本题主要考查二次函数以及一次函数解析式的确定,函数图像的性质,相似三角形,勾股定理等知识点,熟练运用待定系数法求函数解析式是解题关键,本题综合性强,涉及知识面广,难度较大,属于中考压轴题.4(2020·辽宁阜新·中考真题)如图,二次函数y =x 2+bx +c 的图象交x 轴于点A -3,0 ,B 1,0 ,交y 轴于点C .点P m ,0 是x 轴上的一动点,PM ⊥x 轴,交直线AC 于点M ,交抛物线于点N .(1)求这个二次函数的表达式;(2)①若点P 仅在线段AO 上运动,如图1.求线段MN 的最大值;②若点P 在x 轴上运动,则在y 轴上是否存在点Q ,使以M ,N ,C ,Q 为顶点的四边形为菱形.若存在,请直接写出所有满足条件的点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =x 2+2x -3;(2)①94,②存在,Q 1(0,-32-1),Q 2(0,32-1)【分析】(1)把A (-3,0),B (1,0)代入y =x 2+bx +c 中求出b ,c 的值即可;(2)①由点P m ,0 得M (m ,-m -3),N m ,m 2+2m -3 ,从而得MN =(-m -3)-m 2+2m -3 ,整理,化为顶点式即可得到结论;②分MN =MC 和MC =2MN 两种情况,根据菱形的性质得到关于m 的方程,求解即可.【详解】解:(1)把A (-3,0),B (1,0)代入y =x 2+bx +c 中,得0=9-3b +c ,0=1+x +c .解得b =2,c =-3. ∴y =x 2+2x -3.(2)设直线AC 的表达式为y =kx +b ,把A (-3,0),C (0,-3)代入y =kx +b .得,0=-3k +b ,-3=b . 解这个方程组,得k =-1,b =-3. ∴y =-x -3.∵点P m ,0 是x 轴上的一动点,且PM ⊥x 轴.∴M (m ,-m -3),N m ,m 2+2m -3 . ∴MN =(-m -3)-m 2+2m -3 =-m 2-3m=-m +32 2+94.∵a =-1<0,∴此函数有最大值.又∵点P 在线段OA 上运动,且-3<-32<0∴当m =-32时,MN 有最大值94. ②∵点P m ,0 是x 轴上的一动点,且PM ⊥x 轴.∴M (m ,-m -3),N m ,m 2+2m -3 . ∴MN =(-m -3)-m 2+2m -3 =-m 2-3m(i )当以M ,N ,C ,Q 为顶点的四边形为菱形,则有MN =MC ,如图,∵C (0,-3)∴MC =(m -0)2+(-m -3+3)2=2m 2∴-m 2-3m =2m 2整理得,m 4+6m 3+7m 2=0∵m 2≠0,∴m 2+6m +7=0,解得,m 1=-3+2,m 2=-3-2∴当m =-3+2时,CQ =MN =32-2,∴OQ =-3-(32-2)=-32-1∴Q (0,-32-1);当m =-3-2时,CQ =MN =-32-2,∴OQ =-3-(-32-2)=32-1∴Q (0,32-1);(ii )若MC =2MN ,如图,则有-m 2-3m =22×2m 2整理得,m 2+4m =0解得,m 1=-4,m 2=0(均不符合实际,舍去)综上所述,点Q 的坐标为Q 1(0,-32-1),Q 2(0,32-1)【点睛】本题考查了二次函数综合题,解(1)的关键是待定系数法;解(2)的关键是利用线段的和差得出二次函数,又利用了二次函数的性质,解(3)的关键是利用菱形的性质得出关于m 的方程,要分类讨论,以防遗漏.5(2020·天津·中考真题)已知点A (1,0)是抛物线y =ax 2+bx +m (a ,b ,m 为常数,a ≠0,m <0)与x 轴的一个交点.(1)当a =1,m =-3时,求该抛物线的顶点坐标;(2)若抛物线与x 轴的另一个交点为M (m ,0),与y 轴的交点为C ,过点C 作直线l 平行于x 轴,E 是直线l 上的动点,F 是y 轴上的动点,EF =22.①当点E 落在抛物线上(不与点C 重合),且AE =EF 时,求点F 的坐标;②取EF 的中点N ,当m 为何值时,MN 的最小值是22?【答案】(1)抛物线的顶点坐标为(-1,-4);(2)①点F 的坐标为(0,-2-7)或(0,-2+7);②当m 的值为-32或-12时,MN 的最小值是22.【分析】(1)根据a =1,m =-3,则抛物线的解析式为y =x 2+bx -3,再将点A (1,0)代入y =x 2+bx -3,求出b 的值,从而得到抛物线的解析式,进一步可求出抛物线的顶点坐标;(2)①首先用含有m 的代数式表示出抛物线的解析式,求出C (0,m ),点E (m +1,m ).过点A 作AH ⊥l 于点H ,在Rt △EAH 中,利用勾股定理求出AE 的值,再根据AE =EF ,EF =22,可求出m 的值,进一步求出F 的坐标;②首先用含m 的代数式表示出MC 的长,然后分情况讨论MN 什么时候有最值.【详解】解:(1)当a =1,m =-3时,抛物线的解析式为y =x 2+bx -3.∵抛物线经过点A (1,0),∴0=1+b-3.解得b=2.∴抛物线的解析式为y=x2+2x-3.∵y=x2+2x-3=(x+1)2-4,∴抛物线的顶点坐标为(-1,-4).(2)①∵抛物线y=ax2+bx+m经过点A(1,0)和M(m,0),m<0,∴0=a+b+m,0=am2+bm+m,即am+b+1=0.∴a=1,b=-m-1.∴抛物线的解析式为y=x2-(m+1)x+m.根据题意,得点C(0,m),点E(m+1,m).过点A作AH⊥l于点H.由点A(1,0),得点H(1,m).在Rt△EAH中,EH=1-(m+1)=-m,HA=0-m=-m,∴AE=EH2+HA2=-2m.∵AE=EF=22,∴-2m=22.解得m=-2.此时,点E(-1,-2),点C(0,-2),有EC=1.∵点F在y轴上,∴在Rt△EFC中,CF=EF2-EC2=7.∴点F的坐标为(0,-2-7)或(0,-2+7).②由N是EF的中点,得CN=12EF=2.根据题意,点N在以点C为圆心、2为半径的圆上.由点M(m,0),点C(0,m),得MO=-m,CO=-m.∴在Rt△MCO中,MC=MO2+CO2=-2m.当MC≥2,即m≤-1时,满足条件的点N落在线段MC上,MN的最小值为MC-NC=-2m-2=22,解得m=-3 2;当MC<2,-1<m<0时,满足条件的点N落在线段CM的延长线上,MN的最小值为NC-MC=2-(-2m)=22,解得m=-1 2.∴当m的值为-32或-12时,MN的最小值是22.【点睛】本题考查了待定系数法求解析式,抛物线上的点的坐标满足抛物线方程等,解题的关键是学会利用参数解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型..6(2023·重庆·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=14x2+bx+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,其中B3,0,C0,-3.(1)求该抛物线的表达式;(2)点P 是直线AC 下方抛物线上一动点,过点P 作PD ⊥AC 于点D ,求PD 的最大值及此时点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,将该抛物线向右平移5个单位,点E 为点P 的对应点,平移后的抛物线与y 轴交于点F ,Q 为平移后的抛物线的对称轴上任意一点.写出所有使得以QF 为腰的△QEF 是等腰三角形的点Q 的坐标,并把求其中一个点Q 的坐标的过程写出来.【答案】(1)y =14x 2+14x -3(2)PD 取得最大值为45,P -2,-52 (3)Q 点的坐标为92,-1 或92,5 或92,74.【分析】(1)待定系数法求二次函数解析式即可求解;(2)直线AC 的解析式为y =-34x -3,过点P 作PE ⊥x 轴于点E ,交AC 于点Q ,设P t ,14t 2+14t -3 ,则Q t ,-34t -3 ,则PD =45PQ ,进而根据二次函数的性质即可求解;(3)根据平移的性质得出y =14x -92 2-4916,对称轴为直线x =92,点P -2,-52 向右平移5个单位得到E 3,-52 ,F 0,2 ,勾股定理分别表示出EF 2,QE 2,QF 2,进而分类讨论即可求解.【详解】(1)解:将点B 3,0 ,C 0,-3 .代入y =14x 2+bx +c 得,14×32+3b +c =0c =-3解得:b =14c =-3 ,∴抛物线解析式为:y =14x 2+14x -3,(2)∵y =14x 2+14x -3与x 轴交于点A ,B ,当y =0时,14x 2+14x -3=0解得:x 1=-4,x 2=3,∴A -4,0 ,∵C 0,-3 .设直线AC 的解析式为y =kx -3,∴-4k -3=0解得:k =-34∴直线AC 的解析式为y =-34x -3,如图所示,过点P 作PE ⊥x 轴于点E ,交AC 于点Q ,设P t ,14t 2+14t -3 ,则Q t ,-34t -3 ,∴PQ =-34t -3-14t 2+14t -3 =-14t 2-t ,∵∠AQE =∠PQD ,∠AEQ =∠QDP =90°,∴∠OAC =∠QPD ,∵OA =4,OC =3,∴AC =5,∴cos ∠QPD =PD PQ =cos ∠OAC =AO AC=45,∴PD =45PQ =45-14t 2-t =-15t 2-45t =-15t +2 2+45,∴当t =-2时,PD 取得最大值为45,14t 2+14t -3=14×-2 2+14×-2 -3=-52,∴P -2,-52 ;(3)∵抛物线y =14x 2+14x -3=14x +12 2-4916将该抛物线向右平移5个单位,得到y =14x -92 2-4916,对称轴为直线x =92,点P -2,-52 向右平移5个单位得到E 3,-52 ∵平移后的抛物线与y 轴交于点F ,令x =0,则y =14×92 2-4916=2,∴F 0,2 ,∴EF 2=32+2+52 2=1174∵Q 为平移后的抛物线的对称轴上任意一点.则Q 点的横坐标为92,设Q 92,m ,∴QE 2=92-3 2+m +52 2,QF 2=92 2+m -2 2,当QF =EF 时,92 2+m -2 2=1174,解得:m =-1或m =5,当QE =QF 时,92-3 2+m +522=92 2+m -2 2,解得:m =74综上所述,Q 点的坐标为92,-1 或92,5 或92,74.【点睛】本题考查了二次函数综合问题,解直角三角形,待定系数法求解析式,二次函数的平移,线段周长问题,特殊三角形问题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.题型02利用二次函数解决两条线段之和的最值问题【解题思路】抛物线中的线段最值问题有三种形式:2. 两条线段和的最值问题:解决这类问题最基本的定理就是“两点之间线段最短”,解决这类问题的方法是:作其中一个定点关于已知直线的对称点,连接对称点与另一个定点,它们与已知直线的交点即为所求的点. 其变形问题有三角形周长最小或四边形周长最小等.【常见模型一】(两点在河的异侧):在直线L上找一点M,使PA+PB的值最小.方法:如右图,连接AB,与直线L交于点M,在M处渡河距离最短,最短距离为线段AB的长。
二次函数中的线段最值问题(解析版)-2023年中考数学重难点解题大招复习讲义-函数

例题精讲【例1】.如图,已知抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y 轴交于点C,连接BC,点P是线段BC上方抛物线上一点,过点P作PM⊥BC于点M,求线段PM的最大值.解:过P点作PQ∥y轴交BC于Q,如图,当y=0时,﹣x2+2x+3=0,解得x1=﹣1,x2=3,则B(3,0),A(﹣1,0),当x=0时,y=﹣x2+2x+3=3,则C(0,3),设直线BC的解析式为y=kx+b,把B(3,0),C(0,3)代入得,,解得,∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,∵OB=OC=3,∴△OBC为等腰直角三角形,∴∠OCB=45°,∵PQ∥y轴,∴∠PQM=45°,∵PM⊥BC,∴△PMQ为等腰直角三角形,∴PM=PQ,设P(t,﹣t2+2t+3)(0<t<3),则Q(t,﹣t+3),∴PQ=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,∴PM=(﹣t2+3t)=﹣(t﹣)2+,当t=时,PM的最大值为.变式训练【变1-1】.如图,抛物线y=x2+bx+c经过点B(3,0)、C(0,﹣2),直线L:y=﹣x ﹣交y轴于点E,且与抛物线交于A、D两点,P为抛物线上一动点(不与A、D重合).(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在直线L下方时,过点P作PN∥y轴交L于点N,求PN的最大值.(3)当点P在直线L下方时,过点P作PM∥x轴交L于点M,求PM的最大值.解:(1)把B(3,0),C(0,﹣2)代入y=x2+bx+c得,,∴∴抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣2;(2)设P(m,m2﹣m﹣2),∵PN∥y轴,N在直线AD上,∴N(m,﹣m﹣),∴PN=﹣m﹣﹣m2+m+2=﹣m2+m+.∴当m=时,PN的最大值是;(3)设P(m,m2﹣m﹣2),∵PM∥x轴,M在直线AD上,M与P纵坐标相同,把y=m2﹣m﹣2,代入y=﹣x﹣中,得x=﹣m2+2m+2∴M(﹣m2+2m+2,m2﹣m﹣2)∴PM=﹣m2+2m+2﹣m=﹣m2+m+2∴当m=时,PM的最大值是.【变1-2】.如图,抛物线y=+mx+n与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1,0),C(0,2).(1)求抛物线的表达式;(2)线段BC上有一动点P,过点P作y轴的平行线,交抛物线于点Q,求线段PQ的最大值.解:(1)抛物线y=﹣+mx+n与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,A(﹣1,0),C(0,2).∴,解得:,故抛物线解析式为:y=﹣x2+x+2;(2)令y=0,则﹣x2+x+2=0,解得x1=﹣1,x2=4,∴B(4,0),设直线BC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴直线BC的解析式为y=﹣x+2,设P(m,﹣m+2);则Q(m,﹣m2+m+2),则PQ=(﹣m2+m+2)﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m=﹣(m﹣2)2+2,此时PQ的最大值为2.【例2】.已知:如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,OA=OC=3,顶点为D.(1)求此函数的关系式;(2)在对称轴上找一点P,使△BCP的周长最小,求出P点坐标;(3)在AC下方的抛物线上有一点N,过点N作直线l∥y轴,交AC与点M,当点N坐标为多少时,线段MN的长度最大?最大是多少?解:(1)如图1,∵OA=OC=3,∴A(﹣3,0),C(0,﹣3),∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣3,0),C(0,﹣3),∴将A(﹣3,0),C(0,﹣3),分别代入抛物线y=x2+bx+c,得,解得.故此抛物线的函数关系式为:y=x2+2x﹣3;(2)如图,连接AP,BP,BC,AC,AC与抛物线对称轴交于点P′,∵抛物线的解析式为:y=x2+2x﹣3,∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1,∵B是抛物线与x轴的另一个交点,A(﹣3,0),∴B(1,0),∴BC===,∵点A,B关于抛物线对称轴对称,∴AP=BP,∴PB+PC的最小值即为PA+PC的最小值,此时PA+PC+BC最小,即△BCP的周长最小,∴当P、A、C三点共线时,△BCP的周长最小,即P在P′所在的位置,设直线AC的解析式为y=kx+b1,∴,解得:,∴直线AC的解析式为:y=﹣x﹣3,∴当x=﹣1时,y=﹣2,∴点P的坐标为(﹣1,﹣2);(3)如图3,设N(t,t2+2t﹣3),则M(t,﹣t﹣3),∴MN=﹣t﹣3﹣(t2+2t﹣3)=﹣t2﹣3t=﹣(t+)2+,∵﹣1<0,∴当t=﹣,即点N的坐标为(﹣,)时,线段MN的长度最大,最大值为.变式训练【变2-1】.如图1,在平面直角坐标系中,已知B点坐标为(1,0),且OA=OC=3OB,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)图象经过A,B,C三点,其中D点是该抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式;(2)判断△ADC的形状并且求△ADC的面积;(3)如图2,点P是该抛物线第三象限部分上的一个动点,过P点作PE⊥AC于E点,当PE的值最大时,求此时P点的坐标及PE的最大值.解:(1)∵B点坐标为(1,0),∴OB=1,又∵OA=OC=3OB,∴OA=OC=3,∴A(﹣3,0),C(0,﹣3),将A,B,C三点代入解析式得,,解得,∴抛物线的解析式为:y=x2+2x﹣3;(2)由(1)知抛物线的解析式为y=x2+2x﹣3,∴对称轴为直线x=﹣=﹣1,当x=﹣1时,y=(﹣1)2+2×(﹣1)﹣3=﹣4,∴D点的坐标为(﹣1,﹣4),∴|AD|==2,|AC|==3,|CD|==,∵|AD|2=|AC|2+|CD|2,∴△ACD是直角三角形,S△ABC=|AC|•|CD|=×=3;(3)设直线AC的解析式为y=sx+t,代入A,C点坐标,得,解得,∴直线AC的解析式为y=﹣x﹣3,如右图,过点P作y轴的平行线交AC于点H,∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA=45°,∵PH∥y轴,∴∠PHE=∠OCA=45°,设点P(x,x2+2x﹣3),则点H(x,﹣x﹣3),∴PH=﹣x﹣3﹣(x2+2x﹣3)=﹣x2﹣3x,∴PE=PH•sin∠PHE=(﹣x2﹣3x)×=﹣(x+)2+,∴当x=﹣时,PE有最大值为,此时P点的坐标为(﹣,﹣).【变2-2】.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象交x轴于A、B两点,交y轴于点D,点B的坐标为(3,0),顶点C的坐标为(1,4).(1)求二次函数的解析式;(2)点P是直线BD上的一个动点,过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,当点P 在第一象限时,求线段PM长度的最大值;(3)在抛物线上是否存在点Q,且点Q在第一象限,使△BDQ中BD边上的高为?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)由二次函数顶点C(1,4),设y=a(x﹣1)2+4,将B(3,0)代入得:4a+4=0,∴a=﹣1,∴y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3,答:二次函数的解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)在y=﹣x2+2x+3中,令x=0得y=3,∴D(0,3),设直线BD解析式为y=kx+3,将B(3,0)代入得:3k+3=0,解得k=﹣1,∴直线BD解析式为y=﹣x+3,设P(m,﹣m+3),则M(m,﹣m2+2m+3),∴PM=﹣m2+2m+3+m﹣3=﹣m2+3m=﹣(m﹣)2+,∵﹣1<0,∴当m=时,PM取最大值,最大值为;(3)存在点Q,使△BDQ中BD边上的高为,理由如下:过Q作QG∥y轴交BD于点G,交x轴于点E,作QH⊥BD于H,如图:设Q(x,﹣x2+2x+3),则G(x,﹣x+3),∴QG=|﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)|=|﹣x2+3x|,∵OB=OD,∴∠OBD=45°,∴∠BGE=45°=∠QGH,∴△QGH是等腰直角三角形,当△BDQ中BD边上的高为时,即QH=HG=,∴QG=2,∵点Q在第一象限,QG=|﹣x2+3x|,∴﹣x2+3x=2,解得x=1或x=2,∴Q(1,4)或(2,3),综上可知存在满足条件的点Q,坐标为(1,4)或(2,3).1.已知抛物线的顶点A(﹣1,4),且经过点B(﹣2,3),与x轴分别交于C,D两点.(1)求直线OB和该抛物线的解析式;(2)如图1,点M是抛物线上的一个动点,且在直线OB的上方,过点M作x轴的平行线与直线OB交于点N,求MN的最大值;(3)如图2,AE∥x轴交x轴于点E,点P是抛物线上A、D之间的一个动点,直线PC、PD与AE分别交于F、G,当点P运动时,求tan∠PCD+tan∠PDC的值.解:(1)设直线OB的解析式为y=kx,∵B(﹣2,3),∴﹣2k=3,∴k=﹣,∴直线OB的解析式为y=﹣x,∵抛物线的顶点为A(﹣1,4),∴设抛物线对应的函数表达式为y=a(x+1)2+4.将B(﹣2,3)代入y=a(x+1)2+4,得:3=a+4,解得:a=﹣1,∴抛物线对应的函数表达式为y=﹣(x+1)2+4,即y=﹣x2﹣2x+3.(2)设M(t,﹣t2﹣2t+3),MN=s,则N的横坐标为t﹣s,纵坐标为﹣(t﹣s),∵,∴x1=﹣2,x2=,∵点M是直线OB的上方抛物线上的点,∴﹣2<t<,∵MN∥x轴,∴﹣t2﹣2t+3=﹣(t﹣s),∴s=﹣+2=﹣,∵﹣2<t<,∴当t=﹣时,MN的最大值为;(3)解:过点P作PQ∥y轴交x轴于Q,设P(t,﹣t2﹣2t+3),则PQ=﹣t2﹣2t+3,CQ=t+3,DQ=1﹣t,∴tan∠PCD+tan∠PDC=,=,=,=1﹣t+t+3,=4.2.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A和点B(3,0),与y轴交于点C(0,3).(1)求抛物线的解析式;(2)若点M是抛物线在x轴下方上的动点,过点M作MN∥y轴交直线BC于点N,求线段MN的最大值;(3)在(2)的条件下,当MN取得最大值时,在抛物线的对称轴l上是否存在点P,使△PBN是等腰三角形?若存在,请直接写出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)将点B(3,0)、C(0,3)代入抛物线y=x2+bx+c中,得:,解得:,∴抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3.(2)设点M的坐标为(m,m2﹣4m+3),设直线BC的解析式为y=kx+3,把点B(3,0)代入y=kx+3中,得:0=3k+3,解得:k=﹣1,∴直线BC的解析式为y=﹣x+3.∵MN∥y轴,∴点N的坐标为(m,﹣m+3).∵抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴抛物线的对称轴为x=2,∴点(1,0)在抛物线的图象上,∴1<m<3.∵线段MN=﹣m+3﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+3m=﹣+,∴当m=时,线段MN取最大值,最大值为.(3)假设存在.设点P的坐标为(2,n).当m=时,点N的坐标为(,),∴PB==,PN=,BN==.△PBN为等腰三角形分三种情况:①当PB=PN时,即=,解得:n=,此时点P的坐标为(2,);②当PB=BN时,即=,解得:n=±,此时点P的坐标为(2,﹣)或(2,);③当PN=BN时,即=,解得:n=,此时点P的坐标为(2,)或(2,).综上可知:在抛物线的对称轴l上存在点P,使△PBN是等腰三角形,点P的坐标为(2,)、(2,﹣)、(2,)、(2,)或(2,).3.已知,如图,抛物线与x轴交点坐标为A(1,0),C(﹣3,0),(1)如图1,已知顶点坐标D为(﹣1,4)或B点(0,3),选择适当方法求抛物线的解析式;(2)如图2,在抛物线的对称轴DH上求作一点M,使△ABM的周长最小,并求出点M 的坐标;(3)如图3,将图2中的对称轴向左移动,交x轴于点P(m,0)(﹣3<m<﹣1),与抛物线,线段BC的交点分别为点E、F,用含m的代数式表示线段EF的长度,并求出当m为何值时,线段EF最长.解:(1)由抛物线的顶点D的坐标(﹣1,4)可设其解析式为y=a(x+1)2+4,将点C(﹣3,0)代入,得:4a+4=0,解得a=﹣1,则抛物线解析式为y=﹣(x+1)2+4=﹣x2﹣2x+3;(2)连接BC,交DH于点M,此时△ABM的周长最小,当y=0时,﹣(x+1)2+4=0,解得x=﹣3或x=1,则A(1,0),C(﹣3,0),当x=0时,y=3,则B(0,3),设直线BC的解析式为y=kx+b,将B(0,3),C(﹣3,0)代入得,解得:,∴直线BC解析式为y=x+3,当x=﹣1时,y=﹣1+3=2,所以点M坐标为(﹣1,2);(3)由题意知E(m,﹣m2﹣2m+3),F(m,m+3),则EF=EP﹣FP=﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)=﹣m2﹣3m=﹣(m+)2+,∴当m=﹣时,线段EF最长.4.在平面直角坐标系中,直线y=mx﹣2m与x轴,y轴分别交于A,B两点,顶点为D的抛物线y=﹣x2+2mx﹣m2+2与y轴交于点C.(1)如图,当m=2时,点P是抛物线CD段上的一个动点.①求A,B,C,D四点的坐标;②当△PAB面积最大时,求点P的坐标;(2)在y轴上有一点M(0,m),当点C在线段MB上时,①求m的取值范围;②求线段BC长度的最大值.解:(1)∵直线y=mx﹣2m与x轴,y轴分别交于A,B两点,∴A(2,0),B(0,﹣2m);∵y=﹣(x﹣m)2+2,∴抛物线的顶点为D(m,2),令x=0,则y=﹣m2+2,∴C(0,﹣m2+2).①当m=2时,﹣2m=﹣4,﹣m2+2=﹣2,∴B(0,﹣4),C(0,﹣2),D(2,2).②由上可知,直线AB的解析式为:y=2x﹣4,抛物线的解析式为:y=﹣x2+4x﹣2.如图,过点P作PE∥y轴交直线AB于点E,设点P的横坐标为t,∴P(t,﹣t2+4t﹣2),E(t,2t﹣4).∴PE=﹣t2+4t﹣2﹣(2t﹣4)=﹣t2+2t+2,∴△PAB的面积为:×(2﹣0)×(﹣t2+2t+2)=﹣(t﹣1)2+3,∵﹣1<0,∴当t=1时,△PAB的面积的最大值为3.此时P(1,1).(2)由(1)可知,B(0,﹣2m),C(0,﹣m2+2),①∵y轴上有一点M(0,m),点C在线段MB上,∴需要分两种情况:当m≥﹣m2+2≥﹣2m时,可得≤m≤1+,当m≤﹣m2+2≤﹣2m时,可得﹣3≤m≤1﹣,∴m的取值范围为:≤m≤1+或﹣3≤m≤1﹣.②当≤m≤1+时,∵BC=﹣m2+2﹣(﹣2m)=﹣m2+2m+2=﹣(m﹣1)2+3,∴当m=1时,BC的最大值为3;当m≤﹣m2+2≤﹣2m时,即﹣3≤m≤1﹣,∴BC=﹣2m﹣(﹣m2+2)=m2﹣2m﹣2=(m﹣1)2﹣3,当m=﹣3时,点M与点C重合,BC的最大值为13.∴当m=﹣3时,BC的最大值为13.5.如图1,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(﹣1,0),B两点,与y轴交于点C,且CO =BO,连接BC.(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,抛物线的顶点为D,其对称轴与线段BC交于点E,求线段DE的长度;(3)如图3,垂直于x轴的动直线l分别交抛物线和线段BC于点P和点F,连接CP,CD,抛物线上是否存在点P,使△CDE∽△PCF,如果存在,求出点P的坐标,如果不存在,请说明理由.解:(1)在抛物线y=ax2+bx+3中,令x=0,得y=3,∴C(0,3),∴CO=3,∵CO=BO,∴BO=3,∴B(3,0),∵A(﹣1,0),∴,解得:,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)设直线BC的解析式为y=kx+b,∵B(3,0),C(0,3),∴,解得:,∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,∵抛物线y=﹣x2+2x+3的顶点D坐标为(1,4),∴当x=1时,y=﹣1+3=2,∴E(1,2),∴DE=2;(3)∵PF∥DE,∴∠CED=∠CFP,当=时,△PCF∽△CDE,由D(1,4),C(0,3),E(1,2),利用勾股定理,可得CE==,DE=4﹣2=2,设点P坐标为(t,﹣t2+2t+3),点F坐标为(t,﹣t+3),∴PF=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,CF==t,∴=,∵t≠0,∴t=2,当t=2时,﹣t2+2t+3=﹣22+2×2+3=3,∴点P坐标为(2,3).6.如图1,已知在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC是边长为3的正方形,其中顶点A,C分别在x轴的正半轴和y轴的正半轴上.抛物线y=﹣x2+bx+c经过A,C两点,与x轴交于另一个点D.(1)①求点A,B,C的坐标;②求b,c的值.(2)若点P是边BC上的一个动点,连结AP,过点P作PM⊥AP,交y轴于点M(如图2所示).当点P在BC上运动时,点M也随之运动.设BP=m,CM=n,试用含m 的代数式表示n,并求出n的最大值.解:(1)①四边形OABC是边长为3的正方形,∴A(3,0),B(3,3),C(0,3);②把A(3,0),C(0,3)代入抛物线y=﹣x2+bx+c中得:,解得:;(2)∵AP⊥PM,∴∠APM=90°,∴∠APB+∠CPM=90°,∵∠B=∠APB+∠BAP=90°,∴∠BAP=∠CPM,∵∠B=∠PCM=90°,∴△MCP∽△PBA,∴=,即=,∴3n=m(3﹣m),∴n=﹣m2+m=﹣(m﹣)2+(0≤m≤3),∵﹣<0,∴当m=时,n的值最大,最大值是.7.已知二次函数y=x2﹣x﹣2的图象和x轴相交于点A、B,与y轴相交于点C,过直线BC 的下方抛物线上一动点P作PQ∥AC交线段BC于点Q,再过P作PE⊥x轴于点E,交BC于点D.(1)求直线AC的解析式;(2)求△PQD周长的最大值;(3)当△PQD的周长最大时,在y轴上有两个动点M、N(M在N的上方),且MN=1,求PN+MN+AM的最小值.解:(1)对于二次函数y=x2﹣x﹣2,令x=0得y=﹣2,令y=0,得x2﹣x﹣2=0,解得x=﹣1或2,∴A(﹣1,0),B(2,0),C(0,﹣2),设直线AC的解析式为y=kx+b,则有,解得,∴直线AC的解析式为y=﹣2x﹣2.(2))∵B(2,0),C(0,﹣2),∴直线BC的解析式为y=x﹣2,OB=OC=2,∴∠OCB=∠OBC=45°,∵PE⊥x轴,∴∠DEB=90°,∴∠EDB=∠QDP=∠EBD=45°,∵PQ∥AC,∴∠PQC=∠ACQ,∴∠PQD,∠PDQ是定值,∴PD最长时,△PDQ的最长最大,设P(m,m2﹣m﹣2),则D(m,m﹣2),∴PD=m﹣2﹣(m2﹣m﹣2)=﹣m2+2m=﹣(m﹣1)2+1,∵﹣1<0,∴m=1时,PD的值最大,PD最大值为1,此时P(1,﹣2),D(1,﹣1),∴直线PQ的解析式为y=﹣2x,由,解得,∴Q(,﹣),∴PD=1,PQ=,DQ=,∴△PDQ的最长的最大值为1++.(3)如图2中,作PP′∥y轴,使得PP′=MN=1,连接AP′交y轴于M,此时PN+NM+AM的值最小.由(2)可知P(1,﹣2),∴P′(1,﹣1),∵A(﹣1,0),∴直线AP′的解析式为y=﹣x﹣,∴M(0,﹣),N(0,﹣),∴AM==,PN==,∴AM+MN+PN的最小值为+1.8.如图,抛物线y=ax2﹣3ax﹣4a(a<0)与x轴交于A,B两点,直线y=x+经过点A,与抛物线的另一个交点为点C,点C的横坐标为3,线段PQ在线段AB上移动,PQ =1,分别过点P、Q作x轴的垂线,交抛物线于E、F,交直线于D,G.(1)求抛物线的解析式;(2)当四边形DEFG为平行四边形时,求出此时点P、Q的坐标;(3)在线段PQ的移动过程中,以D、E、F、G为顶点的四边形面积是否有最大值,若有求出最大值,若没有请说明理由.解:(1)∵点C的横坐标为3,∴y=×3+=2,∴点C的坐标为(3,2),把点C(3,2)代入抛物线,可得2=9a﹣9a﹣4a,解得:a=,∴抛物线的解析式为y=;(2)设点P(m,0),Q(m+1,0),由题意,点D(m,m+)m,E(m,),G(m+1,m+1),F(m+1,),∵四边形DEFG为平行四边形,∴ED=FG,∴()﹣(m+)=()﹣(m+1),即=,∴m=0.5,∴P(0.5,0)、Q(1.5,0);(3)设以D、E、F、G为顶点的四边形面积为S,由(2)可得,S=()×1÷2=(﹣m2+m+)=,∴当m=时,S最大值为,∴以D、E、F、G为顶点的四边形面积有最大值,最大值为.9.如图所示,二次函数y=ax2﹣x+c的图象经过点A(0,1),B(﹣3,),A点在y 轴上,过点B作BC⊥x轴,垂足为点C.(1)求直线AB的解析式和二次函数的解析式;(2)点N是二次函数图象上一点(点N在AB上方),过N作NP⊥x轴,垂足为点P,交AB于点M,求MN的最大值;(3)点N是二次函数图象上一点(点N在AB上方),是否存在点N,使得BM与NC 相互垂直平分?若存在,求出所有满足条件的N点的坐标;若不存在,说明理由.解:(1)设直线AB的解析式为:y=kx+b,∴,∴,∴直线AB的解析式为:y=﹣x+1;把A(0,1),B(﹣3,)代入y=ax2﹣x+c得,,∴二次函数的解析式为:y=﹣x2﹣x+1;(2)设点N的坐标为(m,﹣m2﹣m+1)(﹣3<m<0),则点M的坐标为(m,﹣m+1),∴MN=﹣m2﹣m+1﹣(﹣m+1)=﹣m2﹣m+1=﹣(m+)2+,∴当m=﹣时,MN取最大值,最大值为;(3)假设存在,设点N的坐标为(m,﹣m2﹣m+1)(﹣3<m<0),连接BN、CM,如图所示.若要BM与NC相互垂直平分,只需四边形BCMN为菱形即可.∵点B坐标为(﹣3,),点C的坐标为(﹣3,0),∴BC=.∵四边形BCMN为菱形,∴MN=﹣m2﹣m=BC=,解得:m1=﹣2,m2=﹣1.当m=﹣2时,点N的坐标为(﹣2,),∴BN==,BC=,BN≠BC,故m=﹣2(舍去);当m=﹣1时,点N的坐标为(﹣1,4),∴BN==,BC=,BN=BC,∴点N(﹣1,4)符合题意.故存在点N,使得BM与NC相互垂直平分,点N的坐标为(﹣1,4).10.如图所示,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如图,直线BC下方的抛物线上有一点D,过点D作DE⊥BC于点E,作DF平行x轴交直线BC点F,求△DEF周长的最大值;(3)已知点M是抛物线的顶点,点N是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,若点P 是抛物线上一点,且位于抛物线对称轴的右侧,是否存在以点P、M、N、Q为顶点且以PM为边的正方形?若存在,请直接写出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,∴解得:∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3(2)∵抛物线y=x2﹣2x﹣3与y轴交于点C∴点C坐标为(0,﹣3)∴直线BC解析式为:y=x﹣3∵点B(3,0),点C(0,﹣3)∴OB=OC=3,∴∠OBC=∠OCB=45°∵DF∥AB,∴∠EFD=45°=∠OBC,∵DE⊥BC,∴∠EFD=∠EDF=45°,∴DE=EF,∴DF=EF,∴EF=DE=DF,∴△DEF周长=DE+EF+DF=(1+)DF,设点D(a,a2﹣2a﹣3),则F(a2﹣2a,a2﹣2a﹣3)∴DF=a﹣a2+2a=﹣a2+3a=﹣(a﹣)2+∴当a=时,DF有最大值为,即△DEF周长有最大值为(1+)×=,(3)存在,如图1,过点M作GH⊥OC,过点P作PH⊥GH,连接MN,PM,∵抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4∴点M(1,4)∵以点P、M、N、Q为顶点且以PM为边的正方形,∴PM=MN,∠PMN=90°,∴∠PMH+∠NMG=90°,且∠PMH+∠MPH=90°,∴∠NMG=∠MPH,且MN=PM,∠H=∠NGM=90°,∴△MNG≌△PMH(AAS)∴GM=PH=1,∴点P的纵坐标为﹣3,∴﹣3=x2﹣2x﹣3∴x=0(不合题意舍去),x=2,∴点P的横坐标为2,如图2,过点P作GH⊥AB,过点N作NG⊥GH,过点M作MH⊥GH,易证:△NGP≌△PHM,可得NG=PH,GP=MH,设点P横坐标为a,(a>1)∴NG=PH=a,∴点P纵坐标为﹣4+a,∴﹣4+a=a2﹣2a﹣3∴x=(不合题意舍去),x=综上所述:点P的横坐标为2或11.如图,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交A、B两点(A点在B点左侧),直线l与抛物线交于A、C两点,其中C点的横坐标为2.(1)P是线段AC上的一个动点,过P点作y轴的平行线交抛物线于E点,求线段PE 长度的最大值;(2)在抛物线上是否存在点Q,使得△BDQ中BD边上的高为.若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由;(3)点G是抛物线上的动点,在x轴上是否存在点F,使A、C、F、G这样的四个点为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,直接写出所有满足条件的F点坐标;如果不存在,请说明理由.解:(1)令y=0,解得x=﹣1或x=3,∴A(﹣1,0),B(3,0);将C点的横坐标x=2代入y=x2﹣2x﹣3得y=﹣3,则C(2,﹣3),设直线AC的表达式为y=kx+b,则,解得,∴直线AC的函数解析式是y=﹣x﹣1,设P点的横坐标为x(﹣1≤x≤2),则P、E的坐标分别为:P(x,﹣x﹣1),E(x,x2﹣2x﹣3),∵P点在E点的上方,PE=(﹣x﹣1)﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣x2+x+2,∴当x=时,PE的最大值=;(2)存在,点Q的坐标为:(﹣1,0)或(4,5);令x=0,则y=x2﹣2x﹣3=﹣3,即D(0,﹣3),由B(3,0),D(0,﹣3)得到直线BD的解析式是y=x﹣3,如上图,过点Q作QE⊥BD交BD的延长线于点E,则QE=2,过点Q作QN⊥x轴于点N,交BD于点H,由直线BD的表达式知,∠HBN=45°=∠QHE,则QH=QE==4,设点Q(m,m,m2﹣2m﹣3),则点H(m,m﹣3),则QH=|y Q﹣y H|=4,即m2﹣2m﹣3﹣(m﹣3)=±4,解得m=﹣1或4,∴Q的坐标为:(﹣1,0)或(4,5);(3)存在,点F的坐标为(1,0)或(﹣3,0)或(4+,0)或(4﹣,0),理由:设点F的坐标为(x,0),点G的坐标为(m,m2﹣2m﹣3),而点A、C的坐标分别为(﹣1,0)、(2,﹣3),①当AC为平行四边形的对角线时,由中点坐标公式得:,解得(舍去),故点F的坐标为(1,0);②当AF为平行四边形的对角线时,由中点坐标公式得解得,即点F的坐标为(4+,0)或(4﹣,0);③当AG为平行四边形的对角线时,由中点坐标公式得,解得(舍去),故点F的坐标为(﹣3,0),综上,点F的坐标为(1,0)或(﹣3,0)或(4+,0)或(4﹣,0).12.已知抛物线y=ax2+2x+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与直线y=﹣x+3交于点B和点C,M为抛物线的顶点,直线ME是抛物线的对称轴.(1)求抛物线的解析式及点M的坐标.(2)点P为直线BC上方抛物线上一点,设d为点P到直线CB的距离,当d有最大值时,求点P的坐标.(3)若点F为直线BC上一点,作点A关于y轴的对称点A',连接A'C,A'F,当△FA'C 是直角三角形时,直接写出点F的坐标.解:(1)直线y=﹣x+3过点B和点C,则点B、C的坐标分别为:(3,0)、(0,3),抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3),故﹣2a=2,解得:a=﹣1,故抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3,函数的对称轴为:x=1,当x=1时,y=4,故点M(1,4);(2)过点P作y轴的平行线交BC于点H,过点P作PD⊥BC于点D,OC=OB=3,则∠DPH=∠CBA=45°,设点P(x,﹣x2+2x+3),则点H(x,﹣x+3),d=PD=PH=(﹣x2+2x+3+x﹣3)=(﹣x2+3x),∵<0,故d有最大值,此时x=,则点P(,);(3)点A关于y轴的对称点A'(1,0),设点F(m,3﹣m),而点C(0,3),A′C2=10,A′F2=(m﹣1)2+(3﹣m)2,FC2=2m2,由题目知,∠A′CF≠90°,则当△FA'C是直角三角形时,分以下两种情况:当CF为斜边时,即10+(m﹣1)2+(3﹣m)2=2m2,解得:m=;当A′C为斜边时,同理可得:m=2,故点F的坐标为:(,)或(2,1).13.如图①,已知抛物线C1:y=a(x+1)2﹣4的顶点为C,与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左边),点B的横坐标是1.(1)求点C的坐标及a的值;(2)如图②,抛物线C2与C1关于x轴对称,将抛物线C2向右平移4个单位,得到抛物线C3.C3与x轴交于点B、E,点P是直线CE上方抛物线C3上的一个动点,过点P 作y轴的平行线,交CE于点F.①求线段PF长的最大值;②若PE=EF,求点P的坐标.解:(1)顶点C为(﹣1,﹣4).∵点B(1,0)在抛物线C1上,∴0=a(1+1)2﹣4,解得,a=1;(2)①∵C2与C1关于x轴对称,∴抛物线C2的表达式为y=﹣(x+1)2+4,抛物线C3由C2平移得到,∴抛物线C3为y=﹣(x﹣3)2+4=﹣x2+6x﹣5,∴E(5,0),设直线CE的解析式为:y=kx+b,则,解得,∴直线CE的解析式为y=x﹣,设P(x,﹣x2+6x﹣5),则F(x,x﹣),∴PF=(﹣x2+6x﹣5)﹣(x﹣)=﹣x2+x﹣=﹣(x﹣)2+,∴当x=时,PF有最大值为;②若PE=EF,∵PF⊥x轴,∴x轴平分PF,∴﹣x2+6x﹣5=﹣x+,解得x1=,x2=5(舍去)∴P(,).14.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a>0)与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P为直线BC下方抛物线上的一动点,PM⊥BC于点M,PN∥y轴交BC于点N.求线段PM的最大值和此时点P的坐标;(3)点E为x轴上一动点,点Q为抛物线上一动点,是否存在以CQ为斜边的等腰直角三角形CEQ?若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入函数y=ax2+bx﹣3(a>0)中,得,解得,∴解析式为y=x2﹣2x﹣3,故抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)当x=0时,y=3,∴C(0,﹣3),∵B(3,0),∴∠OCB=∠OBC=45°,∵PN∥y轴,∴∠MNP=45°,∵PM⊥BC,∴PM=PN,则当PN最大时,PM也最大,设BC的解析式为y=mx+n,∴,解得,∴BC解析式为y=x﹣3,设P(x,x2﹣2x﹣3),N(x,x﹣3),∴PN=x﹣3﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣(x﹣)2+,当x=时,PN最大,则PM=PN=×=,∴P(,),故PM最大值为,P点坐标为(,﹣);(3)存在,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0).∵CEQ是以CQ为斜边的等腰直角三角形,∴设Q(x,x2﹣2x﹣3),①如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M 和点N,∵∠CEQ=90°,∴∠QEM+∠CEN=90°,∵∠QEM+∠MQE=90°,∴∠EQM=∠CEN,∵∠CNE=∠QME=90°,EC=EQ,∴△EMQ≌△CNE(AAS),∴CN=EM=x2﹣2x﹣3,MQ=EN=3,∴|x Q|+MQ=CN,﹣x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=﹣2,x=3(舍去),∴OE=CM=2+3=5,E(﹣5,0),②如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M 和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴﹣x+x2﹣2x﹣3=3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),③如图,点E和点O重合,点Q和点B重合,此时E(0,0),④如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),综上所述,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0).15.已知抛物线C:y=ax2+bx+c(a>0,c<0)的对称轴为x=4,C为顶点,且A(2,0),C(4,﹣2)【问题背景】求出抛物线C的解析式.【尝试探索】如图2,作点C关于x轴的对称点C′,连接BC′,作直线x=k交BC′于点M,交抛物线C于点N.①连接ND,若四边形MNDC′是平行四边形,求出k的值.②当线段MN在抛物线C与直线BC′围成的封闭图形内部或边界上时,请直接写出线段MN的长度的最大值.【拓展延伸】如图4,作矩形HGOE,且E(﹣3,0),H(﹣3,4),现将其沿x轴以1个单位每秒的速度向右平移,设运动时间为t,得到矩形H′G′O′E′,连接AC′,若矩形H′G′O′E′与直线AC′和抛物线C围成的封闭图形有公共部分,请求出t的取值范围.解:【问题背景】A(2,0),对称轴为x=4,则点B(6,0),则抛物线的表达式为:y=a(x﹣2)(x﹣6),将点C的坐标代入上式得:﹣2=a(4﹣2)•(4﹣6),解得:a=,故抛物线的表达式为:…①;【尝试探索】①点C′(4,2),由点B、C′的坐标可得,直线BC′的表达式为:y=﹣x+6…②,四边形MNDC′是平行四边形,则MN=DC′=2,设点N的坐标为:(x,k2﹣4k+6),则点M(k,﹣k+6),即|k2﹣4k+6﹣(﹣k+6)|=2,解得:k=3或3,故k的值为:;②联立①②并解得:x=0或6,故抛物线C与直线BC′围成的封闭图形对应的k值取值范围为:0≤k≤6,MN=(﹣k+6)﹣(k2﹣4k+6)=﹣k2+3k,∵0,故MN有最大值,最大值为;【拓展延伸】由点A、C′的坐标得,直线AC′表达式为:y=x﹣2…③,联立①③并解得:x=2或8,即封闭区间对应的x取值范围为:2≤x≤8,(Ⅰ)当t=2时,矩形过点A,此时矩形H′G′O′E′与直线AC′和抛物线C围成的封闭图形有公共部分,(Ⅱ)当H′E′与对称轴右侧抛物线有交点时,此时y=H′E′=4,即x2﹣4x+6=4,解得:x=4(舍去4﹣2),即x=4+2,则t=3+4+2=7+2,故t的取值范围为:2≤t≤.。
2023年九年级中考高频数学专题练习--二次函数的最值问题

2023年中考高频数学专题练习--二次函数的最值问题1.某工厂为了对新研发的一种产品进行合理定价,将该产品按拟定的价格进行试销,通过对5天的试销情况进行统计,得到如下数据:(1)通过对上面表格中的数据进行分析,发现销量 y (件)与单价 x (元/件)之间存在一次函数关系,求 y 关于 x 的函数关系式(不需要写出函数自变量的取值范围);(2)预计在今后的销售中,销量与单价仍然存在(1)中的关系,且该产品的成本是20元/件.为使工厂获得最大利润,该产品的单价应定为多少?2.如图,已知抛物线 23y ax bx =++ 经过 ()3,0A - , ()1,0B 两点,其顶点为D ,对称轴是直线l ,l 与x 轴交于点H.(1)求该抛物线的解析式; (2)求DBC 的周长;(3)若点P 是该抛物线对称轴l 上的一个动点,求PBC 周长的最小值.3.若二次函数 214y ax x b =++ 与 224y bx x a =++ 均有最最小值,记 1y , 2y 的最小值分别为m ,n.(1)若 4a = , 1b = ,求m ,n 的值.(2)若 0m n += ,求证:对任意的实数 x ,都有 120y y +≥ .(3)若m ,n 均大于0,且 2mn = ,记M 为m ,n 中的较大者,求M 的最小值.4.某书店经营某出版社的同步辅导书,购进时的单价是30元,根据市场调查:销售单价是40元时,销售量是600本,而销售单价每涨1元,就会少售出10本书.(1)设辅导书的销售单价为x 元(x >40),写出销售利润y 与销售单价x 之间的函数关系式;(2)若书店获得了10000元销售利润,求该辅导书的销售单价x应定为多少元?(3)若书店想获得最大利润,应将销售价格定为多少?5.某商场试销一种成本为每件50元的服装,规定试销期间销售单价不低于成本单价,且获利不得高于40%,经试销发现,销售量y(件)与销售单价x(元)符合一次函数y=kx+b,且x=60时,y=50;x=70时,y=40.(1)求一次函数y=kx+b的表达式;(2)若该商场获得利润为W元,试写出利润W与销售单价x之间的关系式;销售单价定为多少元时,商场可获得最大利润,最大利润是多少元?6.为了改善小区环境,某小区决定在一块一边靠墙(墙长25m)的空地上修建一个矩形小花园ABCD,小花园一边靠墙,另三边用总长40m的栅栏围住,如下图所示.若设矩形小花园AB边的长为xm,面积为ym2.(1)求y与x之间的函数关系式;(2)当x为何值时,小花园的面积最大?最大面积是多少?7.某中学课外兴趣活动小组准备围建一个矩形苗圃园,其中一边靠墙,另外三边周长为30米的篱笆围成.已知墙长为18米(如图所示)回答下列问题:(1)设这个苗圃园垂直于墙的一边长为x米.则平行于墙的一边长为;(用含x 的代数式表示)(2)若平行于墙的一边长不小于8米,这个苗圃园的面积有最大值和最小值吗?如果有,求出最大值和最小值;如果没有,请说明理由;8.某商店销售一种商品,经市场调查发现:该商品的周销售量y(件)是售价x(元/件)的一次函数,其售价、周销售量、周销售利润w(元)的三组对应值如下表:注:周销售利润=周销售量×(售价-进价)(1)①求y关于x的函数解析式;②当售价为多少元/件时,周销售利润最大,最大利润是多少(2)由于某种原因,该商品进价提高了m元/件(m>0),物价部门规定该商品售价不得超过65元/件,该商店在今后的销售中,周销售量与售价仍然满足(1)中的函数关系。
二次函数区间最值问题训练题(1)

二次函数区间最值问题1.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+a﹣5(a≠0)的对称轴是直线x=1.(1)用含a的式子表示b;(2)求抛物线的顶点坐标;(3)若抛物线与y轴的一个交点为A(0,﹣4),且当m≤x≤n时,y的取值范围是﹣5≤y≤n,结合函数图象,直接写出一个满足条件的n的值和对应m的取值范围.2.如图,已知抛物线y=x2+bx+c的对称轴为直线x=﹣且与x轴相交于点A(﹣6,0),与y轴相交于点C,直线l:y=2x+b经过点C.(1)求该抛物线与直线l的表达式;(2)设动点P(m,n)在该抛物线上,当∠P AC=45°时,求m的值.3.【概念认识】已知m是实数,若某个函数图象上存在点M(m,m),则称点M是该函数图象上的“固定点”.【数学理解】(1)一次函数y=﹣2x+3的图象上的“固定点”的坐标是;(2)求证:反比例函数y=(k>0)的图象上存在2个“固定点”;(3)将二次函数y=x2+bx+1(b<﹣2)的图象在x轴下方的部分沿x轴翻折到x轴上方,图象的其余部分保持不变,翻折后的图象与原图象在x轴上方的部分组成一个类似“W”形状的新图象.若新图象上恰好存在3个“固定点”,求b的值.4.在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣2(k﹣1)x+k2﹣k(k为常数).(Ⅰ)当k=2时,求该抛物线的解析式及顶点坐标;(Ⅱ)若抛物线经过点(1,k2),求k的值;(Ⅲ)若抛物线经过点(2k,y1)和点(2,y2),且y1>y2,求k的取值范围;(Ⅳ)若将抛物线向右平移1个单位长度得到新抛物线,当1≤x≤2时,新抛物线对应的函数有最小值﹣,求k的值.5.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,且A(﹣1,0),对称轴为直线x=2.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)直线l过点A且在第一象限与抛物线交于点C.当∠CAB=45°时,求点C的坐标;(3)点D在抛物线上与点C关于对称轴对称,点P是抛物线上一动点,令P(x P,y P),当1≤x P≤a,1≤a≤5时,求△PCD面积的最大值(可含a表示).6.已知抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3.(1)当m=0时,请判断点(2,4)是否在该抛物线上;(2)该抛物线的顶点随着m的变化而移动,当顶点移动到最高处时,求该抛物线的顶点坐标;(3)已知点E(﹣1,﹣1)、F(3,7),若该抛物线与线段EF只有一个交点,求该抛物线顶点横坐标的取值范围.7.在平面直角坐标系xOy中,直线l1:y=﹣2x+6与y轴交于点A,与x轴交于点B,二次函数的图象过A,B两点,且与x轴的另一交点为点C,BC=2;(1)求点C的坐标;(2)对于该二次函数图象上的任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),当x1>x2>2时,总有y1>y2.①求二次函数的表达式;②设点A在抛物线上的对称点为点D,记抛物线在C,D之间的部分为图象G(包含C,D两点).若一次函数y=kx﹣2(k≠0)的图象与图象G有公共点,结合函数图象,求k 的取值范围.8.如图,抛物线C1:y=﹣x2+mx+n与抛物线C2:y=ax2﹣4x+5(a≠0)关于y轴对称,C1与x轴交于A,B两点,其中点A在点B的左侧.(1)求抛物线C1,C2的函数表达式.(2)在抛物线C1上是否存在一点N,在抛物线C2上是否存在一点M,使得以AB为边,且以A、B、M、N四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出M、N两点的坐标;若不存在,请说明理由.。
二次函数区间最值问题

2.8二次函数含参数问题
(1)题型一:“动区间定轴”型的二次函数最值
(2)题型二:“动轴定区间”型的二次函数最值
(3)题型三:“动轴动区间”型的二次函数最值
题型一:“动区间定轴”型的二次函数最值
例1求函数 ()223f x x x =-+在2a x a ≤≤+上的最值。
练习题
1求函数 ()223f x x x =-+在3b x b ≤≤+上的最值。
2求函数 ()223f x x x =-+在a x b ≤≤,b>a 上的最值。
题型二:“动轴定区间”型的二次函数最值
例1 求函数 ()223f x x ax =-+在上04x ≤≤的最值。
、
课堂练习
1已知函数()()2213f x ax a x =+-- 在 322
x -≤≤的最大值为1,求实数a 的值。
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二次函数中求线段,线段和,面积等最值问题—备战2024年中考数学(全国通用)(解析版)

二次函数中求线段,线段和,面积等最值问题(压轴通关) 目录【中考预测】预测考向,总结常考点及应对的策略【误区点拨】点拨常见的易错点【抢分通关】精选名校模拟题,讲解通关策略(含新考法、新情境等)二次函数中求线段,线段和,面积等最值问题是全国中考的热点内容,更是全国中考的必考内容。
每年都有一些考生因为知识残缺、基础不牢、技能不熟、答欠规范等原因导致失分。
1.从考点频率看,二次函数的图象和性质是考查的基础,也是高频考点、必考点。
2.从题型角度看,以解答题的最后一题或最后第二题为主,分值12分左右,着实不少!题型一 二次函数中求线段的最值问题【例1】(2024·安徽滁州·一模)已知抛物线()22131y x n x n =−++++交x 轴于点()10A −,和点B ,交y 轴于点C .(1)求抛物线的函数解析式;(2)如图1,已知点P 是位于BC 上方的抛物线上的一点,作PM BC ⊥,垂足为M ,求线段PM 长度的最大值;(3)如图2,已知点Q 是第四象限抛物线上一点,45ACQ ∠=︒,求点Q 的坐标.【答案】(1)234y x x =−++;(2)PM 的最大值为(3)点Q 的坐标为143439⎛⎫− ⎪⎝⎭,.【分析】(1)将点()10A −,代入()22131y x n x n =−++++,求得1n =,即可得解;(2)求得点B 和C 的坐标,推出45OAB OBC ∠=∠=︒,作PF x ⊥轴于点F ,交BC 于点E ,得到PEM △是等腰直角三角形,2PM PE =,设()234P m m m −++,,求得PM 关于m 的二次函数,利用二次函数的性质求解即可;(3)作BG CQ ⊥轴于点G ,作GH x ⊥轴于点H ,求得BC =ACO GCB ∠=∠,利用正切函数的定义求得BG ,证明HBG 是等腰直角三角形,求得()31G −,,再求得直线CG 的解析式,据此求解即可.【详解】(1)解:∵抛物线()22131y x n x n =−++++交x 轴于点()10A −,, ∴()121310n n −−+++=,解得1n =,∴抛物线的函数解析式为234y x x =−++; (2)解:当0x =时,4y =;当0y =时,2340x x −++=,解得4x =或=1x −;∴()40B ,,()04C ,,∴4OA OB ==,∴45OCB OBC ∠=∠=︒,作PF x ⊥轴于点F ,交BC 于点E ,∴9045PEM BEF OBC ∠=∠=︒−∠=︒,∴PEM △是等腰直角三角形,∴PM =,设直线BC 的解析式为4y kx =+,把()40B ,代入得044k =+,解得1k =−,∴直线BC 的解析式为4y x =−+,设()234P m m m −++,,则()4E m m −+,,∴))223442PM PE m m m m ==−+++−=−+∵0>,∴PM 有最大值,最大值为(3)解:作BG CQ ⊥轴于点G ,作GH x ⊥轴于点H ,∵()10A −,,()40B ,,()04C ,,∴1OA =,4OB OC ==,BC =∵45ACQ ∠=︒,45OCB ∠=︒,∴ACO GCB ∠=∠,∴tan tan ACO GCB ∠=∠,即OA BG OC BC =,∴14=∴BG ,∵45OBC ∠=︒,∴45HBG ∠=︒,∴HBG 是等腰直角三角形,∴1BH GH ==,∴413OH =−=,∴()31G −,,同理直线CG 的解析式为543y x =−+, 联立得235434x x x =−+++−,解得0x =或143x =; 当143x =时,514344339y =−⨯+=−, ∴点Q 的坐标为143439⎛⎫− ⎪⎝⎭,.【例2】(2024·江苏淮安·二模)如图,在平而直角坐标系中,二次函数2y =+的图象与x 轴分别交于点,O A ,顶点为B .连接,OB AB ,将线段AB 绕点A 按顺时针方向旋转60︒得到线段AC ,连接BC .点,D E 分别在线段,OB BC 上,连接,,,AD DE EA DE 与AB 交于点,60F DEA ∠=︒.(1)求点A ,B 的坐标;(2)随着点E 在线段BC 上运动.①EDA ∠的大小是否发生变化?请说明理由;②线段BF 的长度是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)()20A ,,(B ;(2)①EDA ∠的大小不变,理由见解析;②线段BF 的长度存在最大值为12【分析】(1)0y =得20+=,解方程即可求得A 的坐标,把2y =+化为顶点式即可求得点B 的坐标;(2)①在AB 上取点M ,使得BM BE =,连接EM ,证明AED △是等边三角形即可得出结论;②证BDF OAD ∽,利用相似三角形的性质得BD BF OA OD =即22x BF x −=,解得()211122BF x =−−+进而利用二次函数的性质即可得解.【详解】(1)解:∵)221y x =+=−+∴顶点为(B ,令0y =,20+=,解得0x =或2x =,∴()20A ,;(2)解:①EDA ∠的大小不变,理由如下:在AB 上取点M ,使得BM BE =,连接EM ,∵)21y x =−∴抛物线对称轴为1x =,即1ON =,∵将线段AB 绕点A 按顺时针方向旋转60︒得到线段AC ,∴60BAC ∠=︒,AB AC =,∴BAC 是等边三角形,∴AB AC BC ==,60C ∠=︒,∵()20A ,,(B ,()00O ,,1ON =,∴2OA =,OB =2,AB =2=,∴OA OB AB ==,∴OAB 是等边三角形,2OA OB AC BC ====,∴60∠=∠=∠=︒OAB OBA AOB ,∵60MBE ∠=︒,BM BE =,∴BME 是等边三角形,∴60BME ABE ∠∠=︒=,ME BE BM ==,∴180120AME BME ∠∠=︒−=︒,BD EM ∥,∵120DBE ABO ABC ∠∠∠=+=︒,∴DBE AME ∠∠=,∵BD EM ∥,∴18012060FEM BED AEF MEA FEM ∠∠∠∠∠+=︒−︒=︒==+,∴BED MEA ∠∠=,∴BED MEA ≌,∴DE EA =,又60AED ∠=︒,∴AED △是等边三角形,∴60ADE ∠=︒,即ADE ∠的大小不变;②设OD x =,则2BD x =−,∵OAB 是等边三角形,60ADE ∠=︒,∴60DOA FBD ADE ∠∠∠===︒,∵BDA BDF ADE DOA OAD ∠∠∠∠∠=+=+,∴BDF OAD ∠∠=,∴BDF OAD ∽,∴BD BF OA OD =即22x BF x −=, ∴()211122BF x =−−+,∴当1x =时,BF 有最大值为12.【点睛】本题主要考查了二次函数的图像及性质,全等三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质以及等边三角形的判定及性质,题目综合性较强,熟练掌握各知识点是解题的关键.1.(2024·四川南充·一模)如图,已知抛物线2y x bx c =++与x 轴交于0()1,A -,B 两点,与y 轴交于点C (0,3)−.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,点P 是抛物线上位于第四象限内一动点,PD BC ⊥于点D ,求PD 的最大值及此时点P 的坐标;(3)如图2,点E 是抛物线的顶点,点M 是线段BE 上的动点(点M 不与B 重合),过点M 作MN x ⊥轴于N ,是否存在点M ,使CMN 为直角三角形?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)223y x x =−−(2)当32m =时,PD取得最大值为.此时315,24P ⎛⎫− ⎪⎝⎭ (3)CMN 为直角三角形时,点M 的坐标为:3,32⎛⎫− ⎪⎝⎭或()12【分析】(1)把点,A C 坐标代入函数的解析式,利用待定系数法求解即可;(2)先求线BC 的解析式,设点p 的横坐标为m ,再用m 的代数式表示PD 的长度建立二次函数求解即可;(3)先求直线BE 的解析式,再分三种情况,根据相似三角形的判定和性质求解即可.【详解】(1)由题意得103b c c −+=⎧⎨=−⎩,解得:23b c =−⎧⎨=−⎩.则抛物线的解析式为:223y x x =−−;(2)过点P 作PH x ⊥轴于点H ,交BC 于点G当0y =时,2230x x −−=,解得=1x −或3,∴(3,0)B设直线BC 的解析式为:1y kx b =+,则11303k b b +=⎧⎨=−⎩,解得:113k b =⎧⎨=−⎩∴3y x =−设点()2,23P m m m −−(03m <<),则3G m m −(,), ∴()()223233PG m m m m m =−−−−=−, ∵OB OC =,∴45OBC OCB ∠=∠=︒,∴45BGH ∠=︒∴45PGD BGH ∠=∠=︒,∴PD =.)22332228PD m m m ⎫=−+=−−+⎪⎝⎭ ∴当32m =时,PD取得最大值为8.此时315,24P ⎛⎫− ⎪⎝⎭. (3)在EB 上存在点M ,使CMN 为直角三角形.抛物线顶点(1,4)E −,设直线BE 的解析式为:22y k x b =+,则2222430k b k b +=−⎧⎨+=⎩,解得:2226k b =⎧⎨=−⎩,∴26y x =−.设26M n n −(,)13n ≤<(),①∵90CNM ONC ∠=︒−∠,∴90CNM ∠<︒,不可能为直角;②当90CMN ∠=︒时,则90CMN MNB ∠=∠=︒ ∴//MC x 轴,则263n −=−,∴32n =,∴3,32M ⎛⎫− ⎪⎝⎭. ③当90MCN ∠=︒时,过点M 作MF y ⊥轴于点F .∵90MCF NCO ∠+∠=︒,90CNO NCO ∠+∠=︒,∴MCF CNO ∠=∠,又90MFC CON ∠=∠=︒,∴MFC CON ∽, ∴CF MF NO CO =, ∴()3263n nn −−−=,∴2690n n +−=,解得:123,3n n ==−.∵13n ≤<,∴23n =−不合题意,应舍去,∴3n =∴()12M综上所述,CMN 为直角三角形时,点M 的坐标为:3,32⎛⎫− ⎪⎝⎭或()12.【点睛】本题考查用待定系数法求二次函数的解析式,构造二次函数求线段的最值,二次函数与直角三角形的存在性问题,相似三角形的判定和性质,难度较大,是中考的压轴题,解题的关键是数形结合,提高综合运用的能力.2.(23-24九年级下·江苏宿迁·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中抛物线214y x bx c =++与x 轴交于点A ,B ,与y 轴交于点C ,其中()3,0B ,()0,3C −.(1)求该抛物线的表达式;(2)点P 是直线AC 下方抛物线上一动点,过点P 作PD AC ⊥于点D ,求PD 的最大值及此时点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,将该抛物线向右平移5个单位,点E 为点P 的对应点,平移后的抛物线与y 轴交于点F ,Q 为平移后的抛物线的对称轴上任意一点.求出所有使得以QF 为腰的QEF △是等腰三角形的点Q 的坐标.【答案】(1)211344y x x =+−;(2)PD 的最大值为45,此时点52,2P ⎛⎫−− ⎪⎝⎭; (3)Q 点的坐标为9,12⎛⎫− ⎪⎝⎭或9,52⎛⎫ ⎪⎝⎭或97,24⎛⎫ ⎪⎝⎭.【分析】(1)待定系数法求二次函数解析式即可求解;(2)直线AC 的解析式为334y x =−−,过点P 作PE x ⊥轴于点E ,交AC 于点Q ,设211,344P t t t ⎛⎫+− ⎪⎝⎭,则3,34Q t t ⎛⎫−− ⎪⎝⎭,则45PD PQ =,进而根据二次函数的性质即可求解;(3)根据平移的性质得出219494216y x ⎛⎫=−− ⎪⎝⎭,对称轴为直线92x =,点52,2P ⎛⎫−− ⎪⎝⎭向右平移5个单位得到53,2E ⎛⎫− ⎪⎝⎭,()0,2F ,勾股定理分别表示出2EF ,2QE ,2QF 进而分类讨论即可求解. 【详解】(1)解:将点()3,0B ,()0,3C −,代入214y x bx c =++得,2133043b c c ⎧⨯++=⎪⎨⎪=−⎩,解得:143b c ⎧=⎪⎨⎪=−⎩,∴抛物线解析式为:211344y x x =+−; (2)∵211344y x x =+−与x 轴交于点A ,B ,当0y =时,2113044x x +−=,解得:124,3x x =−=, ∴()4,0A −, ∵()0,3C −, 设直线AC 的解析式为3y kx =−,∴430k −−=, 解得:34k =−,∴直线AC 的解析式为334y x =−−,如图所示,过点P 作PE x ⊥轴于点E ,交AC 于点Q ,设211,344P t t t ⎛⎫+− ⎪⎝⎭,则3,34Q t t ⎛⎫−− ⎪⎝⎭, ∴223111334444PQ t t t t t ⎛⎫=−−−+−=−− ⎪⎝⎭,∵AQE PQD ∠=∠,90AEQ QDP ∠=∠=︒,∴OAC QPD ∠=∠,∵4,3OA OC ==,∴5AC =, ∴4cos cos =5PD AO QPD OAC PQ AC ∠==∠=, ∴()222441141425545555PD PQ t t t t t ⎛⎫==−−=−−=−++ ⎪⎝⎭, ∴当2t =−时,PD 取得最大值为45,()()2211115322344442t t +−=⨯−+⨯−−=−, ∴52,2P ⎛⎫−− ⎪⎝⎭; (3)∵抛物线211344y x x =+−211494216x ⎛⎫=+− ⎪⎝⎭, 将该抛物线向右平移5个单位,得到219494216y x ⎛⎫=−− ⎪⎝⎭,对称轴为直线92x =, 点52,2P ⎛⎫−− ⎪⎝⎭向右平移5个单位得到53,2E ⎛⎫− ⎪⎝⎭, ∵平移后的抛物线与y 轴交于点F ,令0x =,则2194924216y ⎛⎫=⨯−= ⎪⎝⎭, ∴()0,2F , ∴22251173224EF ⎛⎫=++= ⎪⎝⎭, ∵Q 为平移后的抛物线的对称轴上任意一点,则Q 点的横坐标为92, 设9,2Q m ⎛⎫ ⎪⎝⎭,∴22295322QE m ⎛⎫⎛⎫=−++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()222922QF m ⎛⎫=+− ⎪⎝⎭, 当QF EF =时,()229117224m ⎛⎫+−= ⎪⎝⎭, 解得:1m =−或5m =,当QE QF =时,()222295932222m m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫−++=+− ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 解得:74m =, 综上所述,Q 点的坐标为9,12⎛⎫− ⎪⎝⎭或9,52⎛⎫ ⎪⎝⎭或97,24⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【点睛】本题考查了二次函数综合问题,解直角三角形,待定系数法求解析式,二次函数的平移,线段周长问题,特殊三角形问题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.3.(2024·山西阳泉·一模)综合与探究 如图,二次函数213442y x x =−−的图象与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,对称轴与x 轴交于点D ,连接AC ,作直线BC .(1)求A ,B ,C 三点的坐标,并直接写出直线BC 的表达式;(2)如图1,若点P 是第四象限内二次函数图象上的一个动点,其横坐标为m ,过点P 分别作x 轴、y 轴的垂线,交直线BC 于点M ,N ,试探究线段MN 长的最大值;(3)如图2,若点Q 是二次函数图象上的一个动点,直线BQ 与y 轴交于点H ,连接CD ,在点Q 运动的过程中,是否存在点H ,使以H ,C ,B 为顶点的三角形与ACD 相似?若存在,请直接写出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)()20A −,,()80B ,,()04C −,,直线BC 的表达式为1y x 42=−;(2)线段MN长的最大值为(3)点Q 的坐标为3954⎛⎫− ⎪⎝⎭,或()46−,.【分析】(1)令0y =,求得x 的值,令0x =,求得y 的值,可求得A ,B ,C 三点的坐标,利用待定系数法即可求得直线BC 的表达式;(2)设213442P m m m ⎛⎫−− ⎪⎝⎭,,则142M m m ⎛⎫− ⎪⎝⎭,,证明PNM OBC ∠=∠,利用正切函数的定义推出2PN PM =,求得MN ,得到MN 关于m 的二次函数,利用二次函数的性质求解即可;(3)利用勾股定理求得AC =,5AD OC ==,作DG AC ⊥于点G ,用正切函数的定义推出OCA BCH ∠=∠,分BC BH =和BH CH =两种情况讨论,分别求得点H 的坐标,求得直线BH 的表达式,与二次函数的表达式联立求解即可.【详解】(1)解:令0y =,则2134042x x −−=,解得12x =−,28x =,令0x =,则4y =−,∴()20A −,,()80B ,,()04C −,,设直线BC 的表达式为4y kx =−,代入()80B ,得084k =−,解得12k =, ∴直线BC 的表达式为1y x 42=−; (2)解:∵()20A −,,()80B ,,()04C −,,∴2OA =,8OB =,4OC =, 设213442P m m m ⎛⎫−− ⎪⎝⎭,,则142M m m ⎛⎫− ⎪⎝⎭,,2211314422424PM m m m m m ⎛⎫=−−−−=−+ ⎪⎝⎭,∵PN OB ∥,PM OC ∥,∴PNM OBC ∠=∠, ∴41tan tan 82OC PNM OBC OB ∠=∠===,∴2PN PM =,MN ,∴)221244MN m m m ⎫=−+=−+⎪⎭∵0<,∴当4m =时,线段MN 长的最大值为 (3)解:∵()20A −,,()80B ,,()04C −,, ∴对称轴为直线2832x −+==, ∴()30D ,,∴()325AD =−−=,5CD ==,AC == ∴5AD DC ==,作DG AC ⊥于点G ,∴12AG CG AC ===∴DG == ∴tan 2DG DCA CG ∠==, ∵tan 2OB BCO OC ∠==,∴DCA BCH ∠=∠,以H ,C ,B 为顶点的三角形与ACD 相似,则分BC BH =和BH CH =两种情况讨论,①当BC BH =时,∵BO CH ⊥,∴OH OC =,∴()04H ,,同理求得直线BH 的表达式为142y x =−+, 联立得241234412x x x −−−+=,解得14x =−,28x =(舍去),()14462y =−⨯−+=,∴点Q 的坐标为()46−,;①当BH CH =时,设()0H t ,,则2264BH t =+,()2224816CH t t t =+=++,∴2264816t t t +=++,解得6t =,∴()06H ,,同理求得直线BH 的表达式为364y x =−+, 联立得261434432x x x −−−+=,解得15x =−,28x =(舍去),()3395644y =−⨯−+=,∴点Q 的坐标为3954⎛⎫− ⎪⎝⎭,; 综上,点Q 的坐标为3954⎛⎫− ⎪⎝⎭,或()46−,.【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求一次函数的解析式,点的坐标表示三角形的面积,勾股定理,正切函数,解方程,熟练掌握待定系数法,勾股定理,正切函数是解题的关键.题型二 将军饮马河求二次函数中线段和最值问题【例1】(2024·天津津南·一模)综合与探究:如图,抛物线2y x bx c =−++上的点A ,C 坐标分别为()0,2,()4,0,抛物线与x 轴负半轴交于点B ,且2OM =,连接AC ,CM .(1)求点M 的坐标及抛物线的解析式;(2)点P 是抛物线位于第一象限图象上的动点,连接AP ,CP ,当PAC ACM S S =△△时,求点P 的坐标;(3)将抛物线沿x 轴的负方向平移得到新抛物线,点A 的对应点为点A ',点C 的对应点为点C ',当MA MC ''+的值最小时,新抛物线的顶点坐标为 ,MA MC ''+的最小值为 .【答案】(1)()0,2M −,2722y x x =−++ (2)()2,5P(3)1181,1216⎛⎫− ⎪⎝⎭,【分析】(1)根据点M 在y 轴负半轴且2OM =可得点M 的坐标为()0,2M −,利用待定系数法可得抛物线的解析式为2722y x x =−++;(2)过点P 作PF x ⊥轴于点F ,交线段AC 于点E ,用待定系数法求得直线AC 的解析式为122y x =−+,设点P 的横坐标为()04p p <<,则27,22P p p p ⎛⎫−++ ⎪⎝⎭,1,22E p p ⎛⎫−+ ⎪⎝⎭,故24(04)PE p p p =−+<<,先求得8ACM S =△,从而得到212882PAC S PE OC p p =⋅=−+=△,解出p 的值,从而得出点P 的坐标;(3)设抛物线沿x 轴的负方向平移m 个单位长度得到新抛物线,将点M 右平移m 个单位长度得到点M ',由平移的性质可知,,MA M A MC M C ''''==,MA MC ''+的值最小就是M A M C ''+最小值,作出点C 关于直线=2y −对称的对称点C '',连接AC ''交直线=2y −于点M ',连接M C '则此时M A M C ''+取得最小值,即为AC ''的长度,利用两点间的距离公式求这个长度,用待定系数法求出直线AC ''的解析式,从而确定M '的坐标,继而确定平移距离,将原抛物线的解析式化为顶点式,从而得到其顶点,继而确定新抛物线的顶点.【详解】(1)解:∵点M 在y 轴负半轴且2OM =,∴()0,2M −将()0,2A ,()4,0C 代入2y x bx c =−++,得:21640c b c =⎧⎨−++=⎩,解得722b c ⎧=⎪⎨⎪=⎩∴抛物线的解析式为2722y x x =−++(2)解:过点P 作PF x ⊥轴于点F ,交线段AC 于点E ,设直线AC 的解析式为()0y kx m k =+≠,将()0,2A ,()4,0C 代入y kx m =+,得:240m k m =⎧⎨+=⎩,解得122k m ⎧=−⎪⎨⎪=⎩,∴直线AC 的解析式为122y x =−+ 设点P 的横坐标为()04p p << 则27,22P p p p ⎛⎫−++ ⎪⎝⎭,1,22E p p ⎛⎫−+ ⎪⎝⎭, ∴2271224(04)22PE p p p p p p ⎛⎫=−++−−+=−+<< ⎪⎝⎭∵8ACM S =△,∴212882PAC S PE OC p p =⋅=−+=△,解得122p p ==, ∴()2,5P ;(3)1181,1216⎛⎫− ⎪⎝⎭,补充求解过程如下:设抛物线沿x 轴的负方向平移m 个单位长度得到新抛物线,将点M 向右平移m 个单位长度得到点M ',作出图形如下:由平移的性质可知,,MA M A MC M C ''''==,∴MA MC ''+的值最小就是M A M C ''+最小值, 显然点M '在直线=2y −上运用,作出点C 关于直线=2y −对称的对称点C '',连接AC ''交直线=2y −于点M ',连接M C '则此时M A M C ''+取得最小值,即为AC ''的长度,∵点C 关于直线=2y −C '',()4,0C ∴()4,4C ''−,∴()()min min MA MC M A M C AC ''''''+=+== 设直线AC ''的解析式是:11y k x b =+将点()0,2A ,()4,4C ''−代入得:111244b k b =⎧⎨+=−⎩,解得:11322k b ⎧=−⎪⎨⎪=⎩直线AC ''的解析式是:322y x =−+令3222y x =−+=−,解得:83x =, ∴8,23M ⎛⎫'− ⎪⎝⎭,∴平移的距离是83m = 又∵22778122416y x x x ⎛⎫=−++=−−+ ⎪⎝⎭, ∴平移前的抛物线的坐标是781416,⎛⎫ ⎪⎝⎭∴新抛物线的顶点坐标为7881,4316⎛⎫− ⎪⎝⎭即1181,1216⎛⎫− ⎪⎝⎭ 故答案是:1181,1216⎛⎫− ⎪⎝⎭,【例2】(2024·江苏宿迁·模拟预测)如图1,抛物线2y x bx =−+与x 轴交于点A ,与直线y x =−交于点()4,4B −,点()0,4C −在y 轴上.点P 从点B 出发,沿线段BO 方向匀速运动,运动到点O 时停止.(1)求抛物线2y x bx =−+的表达式;(2)当BP =1中过点P 作PD OA ⊥交抛物线于点D ,连接PC OD ,,判断四边形OCPD 的形状,并说明理由;(3)如图2,点P 从点B 开始运动时,点Q 从点O 同时出发,以与点P 相同的速度沿x 轴正方向匀速运动,点P 停止运动时点Q 也停止运动.连接BQ PC ,,求CP BQ +的最小值.【答案】(1)抛物线的表达式为23y x x =−+ (2)平行四边形,见解析(3)【分析】(1)利用待定系数法将B 点坐标代入抛物线2y x bx =−+中,即可求解.(2)作辅助线,根据题意,求出PD 的长,PD OC =,PD OC ∥,利用一组对边平行且相等的四边形是平行四边形即可得证.(3)作出图,证明()SAS CBP MOQ ≌,CP BQ +的最小值为MB ,根据勾股定理求出MB 即可解答. 【详解】(1)解: 抛物线2y x bx =−+过点(4,4)B −,1644b ∴−+=−,3b ∴=,23y x x ∴=−+.即抛物线的表达式为23y x x =−+. (2)解:四边形OCPD 是平行四边形,理由如下:如图1,作PD OA ⊥交x 轴于点H ,连接PC 、OD ,点P 在y x =−上,OH PH ∴=,45POH ∠=︒,连接BC ,4OC BC ==,OB ∴= 2BP =OP OB BP ∴=−=2OH PH ∴===,当2D x =时,4322D DH y ==−+⨯=,224PD DH PH ∴=+=+=, (0,4)C −,4OC ∴=,PD OC ∴=,OC x ⊥Q 轴,PD x ⊥轴,PD OC ∴∥,∴四边形OCPD 是平行四边形.(3)如图2,由题意得,BP OQ =,连接BC ,在OA 上方作OMQ ,使得45MOQ ∠=︒,OM BC =,4OC BC ==,BC OC ⊥,45CBP ∴∠=︒,CBP MOQ ∴∠=∠,BP OQ =,CBP MOQ ∠=∠,BC OM ,(SAS)CBP MOQ ∴△≌△,CP MQ ∴=,CP BQ MQ BQ MB ∴+=+≥(当M ,Q ,B 三点共线时最短),CP BQ ∴+的最小值为MB ,454590MOB MOQ BOQ ∠=∠+∠=︒+︒=︒,MB ∴即CP BQ +的最小值为答:CP BQ +的最小值为【点睛】本题主要考查待定系数法,二次函数图象与性质,平等四边形的判定,全等三角形的判定与性质以及勾股定理等知识,正确作出辅助线是解答醒的关键.1.(2024·宁夏银川·一模)如图,已经抛物线经过点()00O ,,()55A ,,且它的对称轴为2x =.(1)求此抛物线的解析式;(2)若点B 是抛物线对称轴上的一点,且点B 在第一象限,当OAB 的面积为15时;求点B 的坐标.(3)在(2)的条件下,P 是抛物线上的动点,求P 的坐标以及PA PB −的最大值.【答案】(1)24.y x x =- (2)()2,8B (3)()2,12,P - PA PB −的最大值为【分析】(1)根据题意可设抛物线为2,y ax bx =+再利用待定系数法求解抛物线的解析式即可; (2)设()2,,B y 且0,y > 记OA 与对称轴的交点为Q ,设直线OA 为:,y kx = 解得:1,k = 可得直线OA 为:,y x = 则()2,2,Q 利用()12OAB BOQ ABQ A O S S S BQ x x =+=⨯⨯−列方程,再解方程即可;(3)如图,连接AB ,延长AB 交抛物线于P ,则此时PA PB AB −=最大,由勾股定理可得最小值,再利用待定系数法求解AB 的解析式,联立一次函数与二次函数的解析式,解方程组可得P 的坐标.【详解】(1)解: 抛物线经过点(0,0)O ,∴设抛物线为:2,y ax bx =+抛物线过(5,5)A ,且它的对称轴为2x =.2555,22a b b a +=⎧⎪∴⎨−=⎪⎩ 解得:1,4a b =⎧⎨=−⎩∴抛物线为:24.y x x =-(2)解:如图,点B 是抛物线对称轴上的一点,且点B 在第一象限,设()2,,B y 且0,y > 记OA 与对称轴的交点为Q ,设直线OA 为:,y kx =55,k \= 解得:1,k =∴ 直线OA 为:,y x =()2,2,Q ∴ ()12OAB BOQ ABQ A O SS S BQ x x ∴=+=⨯⨯− 12515,2y =−⨯=解得:8y =或4,y =−∵0,y > 则8,y =()2,8.B ∴(3)如图,连接AB ,延长AB 交抛物线于P ,则此时PA PB AB −=最大,()()5,5,2,8,A BAB ∴=设AB 为:,y k x b ''=+ 代入A 、B 两点坐标,55,28k b k b '''+=⎧∴⎨+=⎩' ,解得:1,10k b =−⎧⎨='⎩'∴AB 为:10,y x =-+210,4y x y x x =−+⎧∴⎨=−⎩ 解得:52,,512x x y y ==−⎧⎧⎨⎨==⎩⎩()2,12.P ∴−【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,坐标与图形面积,三角形三边关系的应用,勾股定理的应用,确定PA PB −最大时P 的位置是解本题的关键.2.(2024·湖南怀化·一模)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线2y x bx c =−++与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,5OB OC ==,顶点为D ,对称轴交x 轴于点E .图1 图2 图3(1)求抛物线的解析式、对称轴及顶点D 的坐标;(2)如图2,点Q 为抛物线对称轴上一动点,当Q 在什么位置时QA QC +最小,求出Q 点的坐标,并求出此时QAC △的周长;(3)如图3,在对称轴左侧的抛物线上有一点M ,在对称轴右侧的抛物线上有一点N ,满足90MDN ∠=︒.求证:直线MN 恒过定点,并求出定点坐标.【答案】(1)245y x x =−++,对称轴为直线2x =,顶点D 的坐标为()29,;(2)QAC △(3)直线MN 恒过定点,定点坐标为()28,.【分析】(1)求得点B 的坐标为()50,,点C 的坐标为()05,,利用待定系数法求解,再配成顶点式,即可得解;(2)先求得直线BC 的解析式,再求直线BC 与对称轴交点Q ,将AQ CQ +转化为BC ,在Rt AOC 中求AC ,在Rt BOC 中求BC 即可求解;(3)如图,过点D 作直线l 垂直y 轴,再过点M ,N 分别作直线l 的垂线,设点M 的坐标为()245m m m −++,,点N 的坐标为()245n n n −++,,证明MDH DNG ∽△△,求得()250mn m n −++=,再利用待定系数法求得直线MN 的解析式为()45y m n x mn =−−+++,据此求解即可. 【详解】(1)解:∵5OB OC ==,∴点B 的坐标为()50,,点C 的坐标为()05,,∴25505b c c −++=⎧⎨=⎩,解得4b =,∴抛物线的解析式为245y x x =−++, ∵()224529y x x x =−++=−−+,∴对称轴为直线2x =,顶点D 的坐标为()29,; (2)解:∵点A 与点()50B ,关于直线2x =对称,∴直线BC 与对称轴的交点为Q ,则Q 为QA QC +最小时位置,设直线BC 的解析式为5y kx =+,代入点()50B ,得055k =+,解得1k =−,∴直线BC 的解析式为5y x =−+,当2x =,253y =−+=,∴()23Q ,,∵点()10A −,,∵ACAQ CQ CB +===∴QAC △(3)解:如图,过点D 作直线l 垂直y 轴,再过点M ,N 分别作直线l 的垂线,垂足分别为H ,G ,设点M 的坐标为()245m m m −++,,点N 的坐标为()245n n n −++,,∵顶点D 的坐标为()29,, ∴()()222945442MH m m m m m =−−++=−+=−,2DH m =−,()()222945442GN n n n n n =−−++=−+=−,2DG n =−,由题意得90H G MDN ∠=∠=∠=︒,∴90MDH NDG DNG ∠=︒−∠=∠, ∴MDH DNG ∽△△, ∴MH HD DG NG =,即()()222222m mn n −−=−−,∴()()221m n −−=−, ∴()250mn m n −++=,∵点M 的坐标为()245m m m −++,,点N 的坐标为()245n n n −++,,设直线MN 的解析式为11y k x b =+,∴2112114545mk b m m nk b n n ⎧+=−++⎨+=−++⎩①②,−①②得()()()2214m n k m n m n −=−−+−, ∵m n ≠,∴14k m n =−−+,将14k m n =−−+代入①得()21445m m n b m m −−++=−++,求得15b mn =+;∴直线MN 的解析式为()45y m n x mn =−−+++, ∵()250mn m n −++=,即()25m n mn +=+, ∴()()428y m n x =−−+−+, ∴当20x −=即2x =时,8y =,∴无论m n 、为何值,直线MN 总会经过定点()28,, ∴直线MN 恒过定点,定点坐标为()28,.【点睛】本题考查了二次函数的综合运用.考查了待定系数法求函数解析式,相似三角形的判定和性质,熟练掌握二次函数的图象与性质、轴对称的性质,添加适当的辅助线,是解题的关键.3.(2024·安徽池州·二模)如图,抛物线2Ly ax bx c =++∶与x 正半轴交于点(3,0)A ,与y 轴交于点(0,3)B ,对称轴为直线1x =.(1)求直线AB 的解析式及抛物线的解析式;(2)如图①,点P 为第一象限抛物线上一动点,过点P 作PC x ⊥轴,垂足为C ,PC 交AB 于点D ,求当点P 的横坐标为多少时,PD AD +最大;(3)如图②,将抛物线2Ly ax bx c =++∶向左平移得到抛物线L ',直线AB 与抛物线L '交于M 、N 两点,若点B 是线段MN 的中点,求抛物线'L 的解析式.【答案】(1)3y x =−+,223y x x =−++;(2)点P 的横坐标为时,PD AD +有最大值; (3)2154y x x =−−+.【分析】(1)利用待定系数法解答即可求解;(2)设点P 的横坐标为t ,则()2,23P t t t −++,(,0)C t ,(,3)D t t −+,先证明ACD 为等腰直角三角形,得到)AD t =−,进而得到2PD AD t ⎛+=−+ ⎝⎭,根据二次函数的性质即可求解;(3)设平移后抛物线L '的解析式2()4y x m =−−+,联立函数解析式得23()4x x m −+=−−+,整理得,22(21)10x m x m −++−=,设()11,M x y ,()22,N x y ,则1x ,2x 是方程22(21)10x m x m −++−=的两根,由B 为MN 的中点可得210m +=,求出m 即可求解;本题考查了二次函数与一次函数的交点问题,待定系数法求函数解析式,二次函数的性质,二次函数图象的平移,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.【详解】(1)解:抛物线2L y ax bx c =++∶与x 正半轴交于点(3,0)A ,与y 轴交于点(0,3)B ,对称轴为直线1x =,930312a b c c b a ⎧⎪++=⎪∴=⎨⎪⎪−=⎩,解得123a b c =−⎧⎪=⎨⎪=⎩,∴抛物线L 的解析式为223y x x =−++;设直线AB 的解析式为3(0)y kx k =+≠,把(3,0)A 代入得,330k +=,解得1k =−,∴直线AB 的解析式为3y x =−+;(2)解:设点P 的横坐标为t ,则()2,23P t t t −++,(,0)C t ,(,3)D t t −+, 3AC t ∴=−,23PD t t =−+,(3,0)A ,(0,3)B −,3OA OB ∴==,AOB ∴为等腰直角三角形,45OAB ∴∠=︒,PC x ⊥轴, ACD ∴为等腰直角三角形,)AD t ∴==−,∴223PD AD t t t ⎛+=−++=− ⎝⎭,∴当t =时,PD AD +有最大值,即点P的横坐标为32时,PD AD +有最大值;(3)解:由(1)可知,直线AB 的解析式为3y x =−+,抛物线L 为:2223(1)4y x x x =−++=−−+,∴设平移后抛物线L '的解析式2()4y x m =−−+,联立函数解析式得,()234y x y x m =−+⎧⎪⎨=−−+⎪⎩,23()4x x m ∴−+=−−+,整理得,22(21)10x m x m −++−=, 设()11,M x y ,()22,N x y ,则1x ,2x 是方程22(21)10x m x m −++−=的两根,1221x x m ∴+=+,∵B 为MN 的中点,∴120x x +=,∴210m +=, 解得12m =−,∴抛物线L '的解析式22115424y x x x ⎛⎫=−++=−−+ ⎪⎝⎭.题型三 胡不归求二次函数中线段和最值问题【例1】(新考法,拓视野)(2024·陕西西安·三模)已知抛物线2(,,y ax bx c a b c =++为常数,0)a ≠与x 轴交于点()A −、点B 两点,与y 轴交于点()0,2C,对称轴为x =(1)求抛物线的表达式;(2)M 是抛物线上的点且在第二象限,过M 作MN AC ⊥于点N,求AN 的最大值.【答案】(1)22y x =−+(2)496【分析】(1)用待定系数法求解即可;(2)过点M 作MF y ∥轴,交AC 于点E ,先求出一次函数AC 的解析式,用解直角三角形的方法求出30OAC ∠=︒,表示出MN =,设2,2M m m ⎛⎫−+ ⎪⎝⎭,2E m ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭,分别表示出EF ME AE MN ,,,,最后得到249=26AN m ⎛−+ ⎝⎭,求出最后结果即可.【详解】(1)解:点()A −,对称轴为x =(2a c ∴−−+=,2c =,2b a −=解得:1a =−,b = ∴抛物线的表达式为:22y x =−+;(2)如图,过点M 作MF y ∥轴,交AC 于点E ,设AC 的解析式为y kx b =+,02b b ⎧−+=⎪∴⎨=⎪⎩,2k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩,∴AC的解析式为2y =+,2AO =2CO =,tan CO OAC AO ∴∠==,30OAC ∴∠=︒,90AFE MNE ∠=︒=∠,AEF MEN ∠=∠, 30M OAC ∴∠=∠=︒,2AE EF ∴=,12EN ME =,sin MN ME ACO ∴=⋅∠=,设2,2M m m ⎛⎫−+ ⎪⎝⎭,2E m ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭,2EF ∴=+,2222ME m m ∴=−+−=−−,24AE EF ∴==+,21122EN ME m ==−,23MN m==−,AN ∴,AE EN=+2213422m m =+−−−224m =−+24926m ⎛=−++ ⎝⎭,20−<,∴当m =时,AN 的最大值为496.【例2】(2024·浙江·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线24y ax bx =++交y 轴于点A ,交x 轴于点()6,0B −和点()2,0C ,连接AB 、AQ 、BQ ,BQ 与y 轴交于点N .(1)求抛物线表达式;(2)点713Q ⎛⎫⎪⎝⎭,,点M 在x 轴上,点E 在平面内,BME AOM ≌,且四边形ANEM 是平行四边形.①求点E 的坐标;②设射线AM 与BN 相交于点P ,交BE 于点H ,将BPH 绕点B 旋转一周,旋转后的三角形记为11BPH △,求11BP 的最小值. 【答案】(1)214433y x x =−−+(2)①()2,2E −−;②【分析】(1)将点B 、C 的坐标代入抛物线,利用待定系数法求得解析式;(2)①由Q 坐标求出BQ 解析式,然后根据四边形ANEM 是平行四边形和BME AOM ≌得出4BM OA ==,再分类讨论求得M 和E 的坐标;②求出AM 解析式,交点为P ,再求出H 坐标,然后由两点间距离公式求出BP 和BH 长度,因为旋转不改变长度,所以1BP长度不变,当H 旋转到x 轴上时,此时1OH 最短,所以此时1OH 等于BO BH −,然后代入计算即可.【详解】(1)解:①抛物线24y ax bx =++交y 轴于点A ,交x 轴于点()6,0B −和点()2,0C , ∴366404240a b a b −+=⎧⎨++=⎩,解得:1343a b ⎧=−⎪⎪⎨⎪=−⎪⎩ ∴214433y x x =−−+;(2)解:214433y x x =−−+4∴=OA ,设直线BQ 的解析式为1y kx b =+, ()6,0B −,713Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭,∴117360k b k b ⎧+=⎪⎨⎪−+=⎩,解得1132k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩,∴直线BQ 的解析式为123=+y x ,N Q 为BQ 与y 轴交点, ()0,2N ∴,2AN ∴=,四边形ANEM 是平行四边形,∴AN EM ∥且2EM AN ==,且点E 在点M 下方, 点M 在x 轴上,点E 在平面内,BME AOM ≌,4BM OA ∴==, ()6,0B −, ()2,0M ∴−或()10,0−,若M 为()2,0−,90BME AOM ∠=∠=︒,故()2,2E −−, 若M 为()10,0−,2OM ME ==,此时10OM =,(矛盾,舍去),综上,点E 的坐标为()2,2−−;②如图,设AM 的解析式为,y kx b =+抛物线24y ax bx =++交y 轴于点A ,∴点A 的坐标为(0,4),将点()0,4A 、()2,0M −的坐标代入y kx b =+得:420b k b =⎧⎨−+=⎩,解得24k b =⎧⎨=⎩,AM ∴的解析式为24y x =+,AM 与BQ 相交于点P ,∴24123y x y x =+⎧⎪⎨=+⎪⎩,解得6585x y ⎧=−⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, 所以点P 的坐标为68,55⎛⎫− ⎪⎝⎭,设直线BE 的解析式为y mx n =+,将点B 、E 的坐标代入直线BE 的解析式得:2260m n m n −+=−⎧⎨−+=⎩,解得123m n ⎧=−⎪⎨⎪=−⎩, 所以直线BE 的解析式为132y x =−−,BE 与AM 相交于点H ,∴24132y x y x =+⎧⎪⎨=−−⎪⎩,解得14585x y ⎧=−⎪⎪⎨⎪=−⎪⎩, ∴点H 的坐标为148,55⎛⎫−− ⎪⎝⎭,BP ∴==BH ==1BP ∴当H 旋转到x 轴上时,此时1OH 最短,∴16OH BO BH =−=116BP ∴==⎭∴11BP的最小值为1.(2024·河南洛阳·一模)在平面直角坐标系中,抛物线212y x bx c =−++交x 轴于()4,0A 、B 两点,交y 轴于点()0,4C .(1)求抛物线表达式中的b 、c ;(2)点P 是直数AC 上方抛物线上的一动点,过点F 作PF y 轴交AC 于点E ,作PE AC ∥交x 轴于点F ,求PE 的最大值及此时点P 的坐标; (3)将该抛物线沿射线CA方向平移1y ,请直接写出新抛物线1y 的表达式______.【答案】(1)1b =,4c =(2)PE 取得最大值为254,此时335,28P ⎛⎫ ⎪⎝⎭.(3)()2115322y x =−−+【分析】本题考查了二次函数的综合,待定系数法求函数解析式: (1)利用待定系数法即可求解;(2)延长PE 交x 轴于H ,根据题意求得直线AC 的解析式为4y x =−+,OC OA =,设点()21,4042P p p p p ⎛⎫−++<< ⎪⎝⎭,则(),4E p p −+,(),0H p ,证得PHF是等腰直角三角形,从而求得232524PE PE PH p ⎛⎫=+=−−+⎪⎝⎭,即可求解; (3)先求得CA =,根据1y 由抛物线()2211941222y x x x =−++=−−+,向右和向下分别平移2个单位长度得到,进而可求解;掌握待定系数法求函数解析式及利用数学结合是解题的关键.【详解】(1)解:抛物线212y x bx c =−++交于()4,0A 和()0,4C ,8404b c c −++=⎧∴⎨=⎩,解得:14b c =⎧⎨=⎩. (2)延长PE 交x 轴于H()4,0A ,()0,4C ,∴直线AC 的解析式为4y x =−+,OC OA =, PE y ∥Q 轴,PE x ∴⊥轴, 90AOC ∴∠=︒,45OAC ∴∠=︒,PFAC ,45OFP ∴∠=︒,2PH PF ∴=,PE PE PH ∴+=+,设点()21,4042P p p p p ⎛⎫−++<< ⎪⎝⎭,则(),4E p p −+,(),0H p , ()221144222PE p p p p p ∴=−++−−+=−+,2142PH p p =−++,222211325243422224PE PF PE PH p p p p p p p ⎛⎫∴+=+=−+−++=−++=−−+⎪⎝⎭,PE ∴+的最大值为254,此时点P 的坐标为325,24⎛⎫ ⎪⎝⎭.(3)()4,0A ,()0,4C ,CA ∴=将抛物线y 沿射线CA 方向平移1y ,∴1y 由抛物线()2211941222y x x x =−++=−−+,向右和向下分别平移2个单位长度得到, ()2115322y x ∴=−−+,故答案为:()2115322y x =−−+.2.(2024·海南海口·一模)如图,抛物线2y ax bx c =++过点()1,0A −,()3,0B ,()0,3C .(1)求抛物线的解析式;(2)设点P 是第一象限内的抛物线上的一个动点, ①当P 为抛物线的顶点时,求证:PBC 直角三角形; ②求出PBC 的最大面积及此时点P 的坐标;③过点P 作PN x ⊥轴,垂足为N ,PN 与BC 交于点E.当PE 的值最大时,求点P 的坐标.【答案】(1)223y x x =−++(2)①PBC 是直角三角形;②315,24P ⎛⎫ ⎪⎝⎭;③57,24P ⎛⎫ ⎪⎝⎭【分析】(1)把A 、B 、C 三点坐标代入2y ax bx c =++求解即可; (2)①作PH y ⊥轴于点H ,易证PCH △和BOC 是等腰直角三角形,即可求出90PCB ∠=︒; ②先求出直线BC 的解析式,过点P 作PD x ⊥轴于点D ,交BC 于点E ,设点()2,23P x x x −++,则(),3E x x −+,故23PE x x =−+,23922PBC S x x ∆=−+,然后根据二次函数的性质求解即可; ③过点P 作PN x ⊥轴于点N ,交BC 于点E ,设点()2,23P x x x −++,则(),3E x x −+,故23PE x x =−+,判断BEN是等腰直角三角形得出BE =,即可求出25PE x x =−+,然后根据二次函数的性质求解即可. 【详解】(1)解:将点()1,0A −,()3,0B ,()0,3C 代入解析式得:09303a b c a b c c −+=⎧⎪++=⎨⎪=⎩,解得:123a b c =−⎧⎪=⎨⎪=⎩,∵抛物线的解析式为223y x x =−++;(2)解:①配方得()222314y x x x =−++−−+∴点P 的坐标为()1,4,作PH y ⊥轴于点H ,则1PH CH ==,∴45HCP ∠=︒又∵在Rt BOC 中,3OB OC ==, ∴45OCB ∠=︒, ∴90PCB ∠=︒∴PCB 是直角三角形②设直线BC 的解析式为y kx b =+,将点B 、C 代入得:303k b b +=⎧⎨=⎩,解得:13k b =−⎧⎨=⎩, ∴直线BC 的解析式为3y x =−+, ∵()3,0B ,∴3OB =, 设点()2,23P x x x −++(03x <<),过点P 作PD x ⊥轴于点D ,交BC 于点E ,如图所示:∴(),3E x x −+,∴()222333PE x x x x x=−++−−+=−+,∴()22211393327332222228PBCSPE OB x x x x x ⎛⎫=⨯⨯=⨯−+⨯=−+=−−+ ⎪⎝⎭,当32x =时,PBC 的最大面积为278,2915233344x x −++=−++=,∴315,24P ⎛⎫⎪⎝⎭③设点()2,23P x x x −++(03x <<),过点P 作PN x ⊥轴于点N ,交BC 于点E ,如图所示:∴(),3E x x −+,∴()222333PE x x x x x =−++−−+=−+, ∵()0,3C ,()3,0B ,∴3OC OB ==,3BN x =−,∴45OBC OCB ∠=∠=︒,∴45NEB OBC ∠=∠=︒,∴BE ==,∴()CE BC BE =−==,∴22525524PE x x x ⎛⎫=−+=−−+ ⎪⎝⎭, ∴当52x =时,PE 有最大值,此时57,24P ⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【点睛】本题考查了二次函数综合问题,面积问题,线段问题,掌握二次函数的性质是解题的关键.3.(2023·山东济南·一模)抛物线()21122y x a x a =−+−+与x 轴交于(),0A b ,()4,0B 两点,与y 轴交于点()0,C c ,点P 是抛物线在第一象限内的一个动点,且在对称轴右侧.(1)求a ,b ,c 的值;(2)如图1,连接BC 、AP ,交点为M ,连接PB ,若14PMB AMB S S =V V ,求点P 的坐标; (3)如图2,在(2)的条件下,过点P 作x 轴的垂线交x 轴于点E ,将线段OE 绕点O 逆时针旋转得到OE ',旋转角为9(0)0αα︒<<︒,连接E B ',E C ',求34E B E C ''+的最小值. 【答案】(1)2a =,2b =−,4c = (2)53,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭(3)【分析】(1)利用待定系数法求解即可;(2)过点P 作PD x ⊥轴,交BC 于点D ,过点A 作y 轴的平行线交BC 的延长线于H ,求得BC l 的解析式,设21,42P m m m ⎛⎫−++ ⎪⎝⎭,则(),4D m m −+,利用相似三角形的判定与性质可得答案; (3)在y 轴上取一点F ,使得94OF =,连接BF ,由相似三角形的判定与性质可得34FE CE ''=,可得34E B E C BE E F '''+'+=,即可解答.【详解】(1)解:将()4,0B 代入()21122y x a x a =−+−+,得()84120a a −+−+=,2a ∴=,∴抛物线的解析式为2142y x x =−++,令0x =,则4y =,4c ∴=,令0y =,则21042x x =−++,14x ∴=,22x =−,()2,0A ∴−,即2b =−; ∴2a =,2b =−,4c =(2)过点P 作PD x ⊥轴,交BC 于点D ,过点A 作y 轴的平行线交BC 的延长线于H ,设BC l :y kx b =+,将()0,4,()4,0代入得440b k b =⎧⎨+=⎩解得:4b =,1k =−,BC l ∴:4y x =−+, 设21,42P m m m ⎛⎫−++ ⎪⎝⎭,则(),4D m m −+, ()221144222P D PD y y m m m m m =−=−++−−+=−+,PD HA ∥,AMH PMD ∴∽,PM PD MA HA ∴=,将2x =−代入4y x =−+,6HA ∴=,112142PMB AMBPM h S PM S AM AM h ⋅===⋅, 164PD PD HA ∴==,32PD ∴=, 231222m m ∴=−+,11(m ∴=舍),23m =,53,2P ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭;(3)在y 轴上取一点F ,使得94OF =,连接BF ,根据旋转得性质得出:3OE OE '==,∵9494OF OC ⋅=⨯=, 2OE OFOC '∴=⋅,∴OE OC OF OE '=',COE FOE ''∠=∠,∴FOE E OC ''∽,。
初中数学-中考复习:抛物线与直线 + 二次函数区间最值

中考复习:抛物线与直线 + 二次函数区间最值模块一:抛物线与直线抛物线与直线的交点 → 利用判别式例1:抛物线221x y =经过点A(x 1,y 1),C(x 2,y 2),其中x 1,x 2是方程0822=--x x 的两根,且x1<x2,过点A 的直线L 与抛物线只有一个公共点,求直线L 的解析式。
抛物线与x 轴的交点 → 因式分解,根系关系,判别式 注意数形结合的方式分析例2:已知关于x 的二次函数a x a ax y --+=)1(22的图象与x 轴的一个交点的坐标为(m,0).若2<m<3,则a 的取值范围是_______ .变式练: 12++=ax x y 当 32<<x 时,与x 轴有且仅有1个交点,则a 的取值范围是_____抛物线翻折问题 → 找顶点写解析式 数形结合,动态分析例3:将抛物线x x y 4212-=在直线y=m 下侧的部分沿直线y=m 翻折,翻折后的部分与没有翻折的部分组成新的函数B 的图象,若函数B 与直线y=x 恰好有三个公共点,则满足条件的m 值为_______.90°角 → 一线三垂直例4:如图抛物线M:5212+-=x y 经过点C(2,3),直线y=kx+b 与抛物线相交于A 、,B 两点、∠ACB=90° ①探究:取点B(6,-13)时,点A 的坐标为)(815,25-,直接写出直线AB 的解析式____________ ;取点B(4,-3),直接写出AB 的解析式为______________.②猜想:直线AB 必经过一个定点Q,其坐标为_________.请取点B 的横坐标为n,验证你的猜想;模块二:二次函数与区间最值。
例5:当-2≤x ≤1时,二次函数y=-(x+m)2+m 2+1有最大值4,则m 的值为_________ ;例6:抛物线y=-x 2+2ax+2-3a 与x 轴交于A(x 1,0),B(x 2,0),其中x 1≥1,x 2≤-1,则抛物线的顶点到x 轴距离的最小值是_______ .例7:(2018武汉四调改)已知二次函数n nx x y ++-=2,当自变量x 的取值在一1≤x ≤1的范围中时,函数有最大值m,则m 的最大值是_____________ .针对练:函数 当-2≤x≤1时的最大值n , (1)求n 关于m 的函数关系式;(2)求最大值n 的最小值。
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二次函数的最值问题
二次函数的最值问题,是每年中考的必考题,也是考试难点,经常出现在压轴题的位置,解决二次函数的最值问题,特别是含参数的二次函数,一定要考虑二次函数的三个要素:开口方向,对称轴,自变量的取值范围,对于二次函数能够分析出三要素,二次函数的问题就迎刃而解了。
例1.对于二次函数342
+-=x x y
(1)求它的最小值和最大值.
(2)当1≤x ≤4时,求它的最小值和最大值.
(3)当-2≤x ≤1时,求它的最小值和最大值.
(4)二次函数的最值与哪些因素有关?对于给定的范围,最值可能出现在哪些位置?
练习1.二次函数y =x 2+2x ﹣5有( )
A .最大值﹣5
B .最小值﹣5
C .最大值﹣6
D .最小值﹣6
练习2.在二次函数y =x 2﹣2x ﹣3中,当0≤x ≤3时,y 的最大值和最小值分别是( )
A .0,﹣4
B .0,﹣3
C .﹣3,﹣4
D .0,0
练习3若抛物线y =﹣x 2+4x +k 的最大值为3,则k = .
练习4(多元消参,利用平方的性质确定自变量的取值范围)若实数a 、b 满足a +b 2=2,则a 2+5b 2的最小值为 .
练习5如图,P 是抛物线y =x 2﹣2x ﹣3在第四象限的一点,过点P 分别向x 轴和y 轴作垂线,垂足分别为A 、B ,求四边形OAPB 周长的最大值及点P 的横坐标
练习6.(回归教材)如图,一张正方形纸板的边长为8cm ,将它割去一个正方形,留下四个全等的直角三角形(图中阴影部分).设AE =BF =CG =DH =x (cm ),阴影部分的面积为y (cm 2).
(1)求y 关于x 的函数解析式并写出x 的取值范围;
(2)当x 取何值时,阴影部分的面积最大,最大面积是多少.
一、对开口方向(二次项前面系数)进行讨论
例2.当 41≤≤x 时,二次函数a ax ax y 342
+-= 的最大值等于6.求二次项系数a 的值
练习1已知二次函数y =mx 2+2mx ﹣1(m >0)的最小值为﹣5,则m 的值为( )
A .﹣4
B .﹣2
C .2
D .4
练习2已知二次函数y =mx 2+(m 2﹣3)x +1,当x =﹣1时,y 取得最大值,则m = . 练习3已知二次函数y =mx 2+2mx +1(m ≠0)在﹣2≤x ≤2时有最小值﹣2,求m 的值
二、对二次函数的对称轴的位置进行讨论
例3.当 12≤≤x -时,二次函数a ax x y 342+-= 的最小值等于-1.求a 的值.
变式1当﹣2≤x ≤1时,二次函数y =﹣(x ﹣m )2+m 2+1有最大值4,求实数m 的值.
变式2当﹣1≤x ≤1时,函数y =﹣x 2﹣2mx +2n +1的最小值是﹣4,最大值是0,求m 、n 的值.
三、对二次函数的x 取值范围进行讨论
例4.当 2+≤≤a x a 时,二次函数a x x y 342
+-= 的最大值等于-6.求a 的值.
练习1.当a ﹣1≤x ≤a 时,函数y =x 2﹣2x +1的最小值为1,求a 的值.
练习2.若t ≤x ≤t +2时,二次函数y =2x 2+4x +1的最大值为31,求t 的值
练习3.已知二次函数y =﹣x 2+6x ﹣5.当t ≤x ≤t +3时,函数的最大值为m ,最小值为n ,若m ﹣n =3,求t 的值.
练习4.设a ,b 是任意两个不等实数,我们规定:满足不等式a ≤x ≤b 的实数x 的所有取值的全体叫做闭区间,表示为[a ,b ].对于任何一个二次函数,它在给定的闭区间上都有最小值.求函数y =x 2﹣4x ﹣4在区间[t ﹣2,t ﹣1](t 为任意实数)上的最小值y min 的解析式.
练习5.若关于x 的函数y ,当t ﹣≤x ≤t +时,函数y 的最大值为M ,最小值为N ,令函数h =,我们不妨把函数h 称之为函数y 的“共同体函数”.若函数y =﹣x 2+4x +k ,是否存在实数k ,使得函数y 的最大值等于函数y 的“共同体函数“h 的最小值.若存在,求出k 的值;若不存在,请说明理由.
拓展:C 2的解析式为:y =a (x +2)2﹣3(a >0),当a ﹣4≤x ≤a ﹣2时,C 2的最大值与最小值的差为2a ,求a 的值.
作业:
1.矩形的周长等于40,则此矩形面积的最大值是
2.若实数x ,y 满足x +y 2=3,设s =x 2+8y 2,则s 的取值范围是 .
3.已知二次函数y =ax 2+4x +a ﹣1的最小值为2,则a 的值为 .
4.已知实数满足x 2+3x ﹣y ﹣3=0,则x +y 的最小值是 .
5.若二次函数y =﹣x 2+mx 在﹣2≤x ≤1时的最大值为5,则m 的值为
6.当a ≤x ≤a +1时,函数y =x 2﹣2x +1的最小值为1,则a 的值为
7.已知二次函数y =122+-ax ax ,当30≤≤x 时,y 的最大值为2,则a 的值为
8.如图,在Rt △ABC 中,∠B =90°,AB =6cm ,BC =8cm ,点P 从A 点开始沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度移动,点Q 从B 点开始沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度移动,则P 、Q 分别从A 、B 同时出发,经过多少秒钟,使△PBQ 的面积最大.
9.设a、b是任意两个不等实数,我们规定:满足不等式a≤x≤b的实数x的所有取值的全体叫做闭区间,表示为[a,b].对于一个函数,如果它的自变量x与函数值y满足:当m≤x
≤n时,有m≤y≤n,我们就称此函数是闭区间[m,n]上的“闭函数”.若二次函数y=x2﹣x﹣是闭区间[a,b]上的“闭函数”,求实数a,b的值.
10.抛物线y=x2+bx+3的对称轴为直线x=1.
(1)b=;
(2)若关于x的一元二次方程x2+bx+3﹣t=0(t为实数)在﹣1<x<4的范围内有实数根,则t的取值范围是.
11.已知关于x的二次函数y1=x2+bx+c(实数b,c为常数).
(1)若二次函数的图象经过点(0,4),对称轴为x=1,求此二次函数的表达式;
(2)若b2﹣c=0,当b﹣3≤x≤b时,二次函数的最小值为21,求b的值;
(3)记关于x的二次函数y2=2x2+x+m,若在(1)的条件下,当0≤x≤1时,总有y2≥y1,求实数m的最小值.
12.已知抛物线y=﹣2x2+(b﹣2)x+(c﹣2020)(b,c为常数).
(1)若抛物线的顶点坐标为(1,1),求b,c的值;
(2)若抛物线上始终存在不重合的两点关于原点对称,求c的取值范围.
(3)在(1)的条件下,存在正实数m,n(m<n),当m≤x≤n时,恰好,求m,n的值.。